角蛋白酶改性对大米蛋白水解产物起泡性质和结构特征的影响

本研究采用角蛋白酶对大米蛋白进行酶解改性,测定不同水解度大米蛋白水解产物的起泡性,氨基酸组成,并用聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）、圆二色谱和内源性荧光对其结构进行表征。结果表明,角蛋白酶能够显著提高大米蛋白在中性条件下的蛋白回收率（P < 0.05）。大米蛋白水解产物的起泡性随水解时间增加呈先增加后下降的趋势,起泡稳定性无显著性变化。相比未水解的大米蛋白,大米蛋白水解产物中甜味氨基酸、鲜味氨基酸含量显著增加（P < 0.05）。SDS-PAGE结果表明,大米蛋白水解产物主要由分子量低于20 kDa的多肽构成。相比未水解的大米蛋白,大米蛋白水解产物二级结构中的α螺旋和β折叠比例明显下降,而无规则卷曲比例显著增加（P < 0.05）,这表明大米蛋白水解产物的二级结构更加柔性、松散。内源性荧光结果表明,经角蛋白酶水解后大米蛋白有更多的疏水性氨基酸暴露出来。本研究将为大米蛋白产品的开发和利用提供理论依据。     

产角蛋白酶植物内生菌的筛选与鉴定

以不同植物的内生菌为出发菌株进行产角蛋白酶菌株的筛选,通过脱脂牛奶平板、高压蒸煮后的羽毛摇瓶实验及未经处理鸡毛摇瓶实验筛选到一株能够在48h内降解未经高压蒸煮的鸡毛的内生菌,该菌株来源于樟树叶片。通过形态学观察、生理生化实验结合16S rDNA基因序列分析的方法确定该菌株为蜡样芽孢杆菌,命名为Bacillus cereus Z-3。以不同的角蛋白为底物进行发酵培养,酶活力测定结果显示该酶降解角蛋白能力由强到弱的顺序为鸡毛、羊毛、头发。     

Kinetic data and substrate specificity of a keratinase from Chryseobacterium sp. strain kr6

BACKGROUND: Keratinases are important enzymes for biotechnological processes involving keratin hydrolysis. In this work substrate specificity and kinetic properties of a keratinase from Chryseobaterium sp. were investigated. RESULTS: The optimal conditions for activity of purified keratinase with respect to pH, temperature and sodium chloride concentration were established using factorial design and surface response techniques. The optimum conditions for keratinase activity were pH from 7.4 to 9.2, temperature from 35 °C to 50 °C and NaCl concentration from 50 to 340 mmol L^?1, having azocasein as substrate. Subsequently, the kinetic parameters for this substrate were determined to be K_m = 0.75 mg mL^?1 and V_max = 59.5 U min^?1. The K_i value for 1,10‐phenanthroline was estimated at 0.78 mmol L^?1. The enzyme specificity was evaluated over different synthetic and insoluble substrates. The protease exhibited specificity with selectivity for hydrophobic and positively charged residues. In relation to the insoluble substrates, the enzyme hydrolyzed preferably chicken nails. CONCLUSIONS: This enzyme effectively hydrolyzes insoluble keratin substrates. The knowledge of keratinase properties is an essential step in the development of biotechnological processes involving keratin hydrolysis. Copyright © 2008 Society of Chemical Industry     

微生物角蛋白酶在纳米粒子制备中的应用

金纳米粒子传统制备主要采用物理或化学方法,存在着过程复杂、条件苛刻、化学试剂用量高等缺点,而生物法由于环境友好、作用条件温和等特性逐步受到关注。本研究利用角蛋白酶的还原性制备金纳米粒子,恒温反应,分别对反应过程中氯金酸浓度、酶添加量和反应时间三个因素进行优化,并通过动态光散射（DLS）、zeta电位分析、透射电镜（TEM）及红外吸收光谱（FTIR）对制备的金纳米粒子进行表征。结果表明：在1mmol/L的氯金酸溶液中加入1400U角蛋白酶,反应5h得到的金纳米胶体在550nm左右的吸收峰最显著,反应收率达到85%。红外吸收光谱分析显示3100~3500cm^-1处的酰胺N—H键的不对称伸缩振动峰和1650cm^-1处的酰胺Ⅰ带,证明角蛋白酶本身参与了金纳米粒子的合成,所得纳米金的粒径在30nm以下,zeta电位值为-13mV,粒子之间没有聚集。该方法具有良好的稳定性和可操作性,为金纳米粒子的绿色化制备提供了一种新途径。     

枯草芽孢杆菌产角蛋白酶的发酵过程优化

为了实现重组角蛋白酶在基因工程菌Bacillus subtilis WB600中的高效生产,在3 L发酵罐中对发酵条件和补料策略进行了优化,建立了补料分批发酵工艺。研究发现,两阶段控制pH,前6小时控制pH 7.0,后期控制pH 8.0、DO 20%,发酵过程以葡萄糖为流加碳源,7~11 h以μ为0.15 h-1指数流加、12~15 h以μ为0.1 h-1指数流加、16~27 h恒速流加葡萄糖3 g/(L·h),在30 L发酵罐水平上,27 h酶活达到864 U/mL,生产强度为31.8 U/(mL·h),国外报道的酶活达到2 900 mL,酶活在国内属领先水平,为重组枯草芽孢杆菌产角蛋白酶的工业化生产打下了坚实的基础。     

角蛋白降解菌Keratinibaculum paraultunense对废弃羽毛的发酵特性研究

采用角蛋白降解菌Keratinibaculum paraultunense厌氧发酵废弃羽毛,以全培养基、无机盐培养基和纯水培养基分别进行发酵,测定了发酵过程中角蛋白酶的酶活、羽毛的降解率、可溶性蛋白和游离氨基酸的含量。研究发现,羽轴比羽枝更难被降解,但羽轴粉碎后,能达到同样的降解效果。采用无机盐培养基发酵时,主要降解产物是可溶性蛋白,含量可达0.93 mg/mL;而采用全培养基发酵时,主要发酵产物是角蛋白酶和游离氨基酸,当羽毛底物量提高到100 g/L,角蛋白酶的酶活高达11 179 U/mL。角蛋白降解菌K. paraultunense能快速高效地降解高浓度的废弃羽毛,可生产大量的可溶性蛋白和高活力的角蛋白酶。     

响应面法优化芽孢杆菌CJPE209产角蛋白酶发酵培养基的研究

采用响应面法对芽孢杆菌（Bacillus sp.）CJPE209产角蛋白酶的发酵培养基组分进行优化。在前期单因素优化的基础上利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响产酶的2个显著性因素：羽毛粉、蔗糖。在此基础上,采用最陡爬坡试验确定中心复合试验的中心点,然后对其他不显著因素进行最低添加量试验以降低生产成本和简化培养基组分。利用中心复合试验,得到预测最佳培养基组成为羽毛粉5.6 g/L、蔗糖13.6 g/L、尿素5.0 g/L、KH2PO4 0.4 g/L、MgSO4 1.44 g/L、CaCl2 1.1 g/L、NaCl 5.0 g/L,预测角蛋白酶酶活为501.9 U/mL。用预测最佳培养基来进行发酵验证试验,结果实际角蛋白酶酶活为503.5 U/mL,表明模型能较好的预测发酵后酶活。     

蜡样芽胞杆菌YSQ08碱性蛋白酶aprA基因在毕赤酵母中的表达

从蛇消化道内容物分离出的一株产角蛋白酶菌株为蜡样芽孢杆菌YSQ08。通过分析Bacillus cereus ATCC 14579的基因组和蛋白酶家族,对比分析蜡样芽孢杆菌YSQ08纯化角蛋白酶的酶活特性,确定碱性蛋白酶aprA基因(1194 bp)为目标角蛋白酶。为深入研究角蛋白酶的潜在能力,对蜡样芽孢杆菌YSQ08碱性蛋白酶aprA基因在毕赤酵母X33上进行克隆、表达和优化重组。结果其10倍浓缩的角蛋白酶酶活达到122.60 U/mL。经优化后的aprA基因在表面展示重组酵母中得到高效表达,并且具有较高的角蛋白酶活性,酶活最高可达到295.78 U/g干细胞重。酶学性质分析结果表明,表面展示表达的重组aprA蛋白酶性质与天然型相比具有更高的热稳定性,最适反应温度为55℃,最适pH为8.0。Fe~(2+)可显著提高重组蛋白的酶活性,最高可达329.08%。表面展示表达的重组角蛋白酶可作为全细胞固定化催化剂,具有更好的热稳定性并能降低酶的纯化回收成本。     

拟蕈状芽孢杆菌Gxun-30产角蛋白酶液体发酵条件优化

为提高海洋来源拟蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides) Gxun-30产角蛋白酶的能力,该文利用单因素及响应面法对该菌产酶的培养基和培养条件进行了优化。先利用单因素试验对羽毛浓度、碳源、氮源、无机盐、初始pH值、发酵时间及接种量等影响菌株产酶条件进行了优化。结果表明,羽毛15 g/L、果糖10 g/L、玉米浆4.0 g/L、初始pH 6.5、氯化钙0.15 g/L、接种量2.0%、接种发酵48 h后酶活达到最高。再利用Plackett-Burman试验确定对菌株产酶有显著影响的3个因素为玉米浆、氯化钙及羽毛浓度;结合最陡爬坡及响应面试验优化方法对这3个显著因素进行优化,获得最优产酶条件为玉米浆8.17 g/L,氯化钙0.27 g/L,羽毛含量13.58 g/L,在此发酵条件下,模型预测角蛋白酶酶活为1 866.47 U/mL,验证试验实测值达到1 810.98 U/mL,较优化前酶活227.38 U/mL提高了7.96倍。