非特异性酶对壳聚糖降解效果的对比研究

采用非特异性酶(商品纤维素酶、商品木聚糖酶、东方肉座菌EU7-22和黑曲霉BE-2来源酶)分别降解壳聚糖,探索其降解的最佳工艺条件.结果发现4种非特异性酶最适pH值为5.5～5.7,最佳反应温度为45～55℃,底物质量浓度不宜高于15 g·L~(-1);离子浓度对壳聚糖的酶解效率影响不大,可通过适当提高酶用量促进酶解.对比结果表明,通过东方肉座菌EU7-22可控发酵获得的非特异性酶能够在12 h内将壳聚糖降解为水溶性壳聚糖,效率远高于商品酶.     

木聚糖酶分级对高温降解木聚糖酶水解的影响

为提高酶解液中聚合度为2～5的低聚木糖含量,采用超滤的方法对木聚糖酶进行分级,用于高温降解木聚糖的酶水解。结果表明：木聚糖酶原酶液经超滤分级后,得到的木聚糖酶A组分（分子质量为30～50 ku）、B组分（分子质量为10～30 ku）和C组分（分子质量小于10 ku）,均能使木聚糖中聚合度较高的糖降解为聚合度为2～5的低聚木糖。木聚糖酶B组分由于富含内切木聚糖酶XYN I和XYNⅡ,1 mg酶蛋白可以产生263 g木二糖、185 g木三糖、115g木四糖和046 g木五糖,明显高于木聚糖酶A和C组分高温降解木聚糖的水解能力。     

纤维微菌XM-8木聚糖酶基因克隆及酶学性质

【目的】为获得可应用于木聚糖水解的酶资源,希望通过筛选分离得到能够水解木聚糖的木聚糖酶产生菌,克隆表达木聚糖酶基因并研究其酶学性质。【方法】从环境中筛选分离出可水解木聚糖的菌株,利用16SrDNA对其进行分子鉴定。扩增其木聚糖酶基因,以pET22b(+)为表达载体,构建共表达重组质粒,转化Escherichia coli BL21(DE3)进行异源表达,并对重组酶进行酶学性质研究。【结果】经16SrDNA鉴定该菌株为纤维微菌。通过PCR成功克隆到该菌的木聚糖酶基因(xyn-8a),并构建共表达质粒pET22b-xyn-8a,实现木聚糖酶Xyn-8a的活性表达。酶学性质研究表明Xyn-8a最适反应温度为60℃,最适反应pH值为6.0,只对木聚糖底物有活性;HPLC分析其水解产物以木二糖为主,还有少量的木糖和木三糖。【结论】XYN-8A在pH值为6的条件下具有较高活力,且可以催化水解反应,在生产低聚木糖方面具有一定的应用价值。     

新型α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶RuAra1的表达与鉴定

随着能源问题的日益突出,半纤维素资源的利用逐渐受到人们的重视.α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(α-Larabinofuranosidase,EC 3.2.1.55)属于半纤维素酶系,能水解以α-1,3、α-1,2或α-1,5键连在木聚糖主链上的阿拉伯糖单体或低聚阿拉伯糖侧支.本实验室将克隆得到的α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶基因RuAral在大肠杆菌中重组表达,得到的重组阿拉伯呋喃糖苷酶RuAral能够水解4-硝基酚-α-L-阿拉伯糖苷(4-Nitrophenyl-α-Larabinofuranoside,pNPA)、4-硝基酚-β-D-吡喃木糖苷(4-Nitrophenyl-β-D-xylopyranoside,pNPX)以及从小麦阿拉伯木聚糖中水解释放阿拉伯单糖.以pNPX为底物时,该酶的最适反应pH为6.0,最适反应温度为50℃.RuAral与瘤胃真菌(Neocallimastix patriciarum)内切木聚糖酶XynCIDBFV、瘤胃细菌木糖苷酶RuXynl的组合使用可以实现对小麦阿拉伯木聚糖的协同降解,且降解效率优于德国AB酶制剂公司的商品酶ROHALASE WP.     

转录调控因子BglR对东方肉座菌纤维素酶表达的影响

东方肉座菌(Trichoderma orientalis)EU7-22菌株是一株高效分泌纤维素酶的丝状真菌,对生物质转化具有重要价值.采用交错式热不对称PCR(TAIL-PCR)方法克隆得到纤维素酶转录调控因子bglr基因及其上下游序列,并经同源交换获得bglr基因敲除的菌株EU7-22Δbglr.其生产的滤纸酶、外切葡聚糖酶、木聚糖酶活力和分泌蛋白最高值较对照菌株分别增加了39%,22%,16%和20%,而β-葡萄糖苷酶活力下降47%,β-葡萄糖苷酶基因bgl1的表达量显著降低.进一步分析发现BglR的缺失抑制了菌株EU7-22在以特定多糖/寡糖为碳源的培养基上的生长,且引起发酵液pH值的改变.上述结果证明BglR对β-葡萄糖苷酶起正调控作用,可为构建高效降解纤维素的工程菌株提供参考.     

木聚糖酶的研究进展

木聚糖是半纤维素的一种重要组成成分,广泛存在于各种植物资源中;木聚糖酶是降解木聚糖为木寡糖和木糖的水解酶.产木聚糖酶微生物主要有细菌、放线菌,真菌等.木聚糖酶相对分子质量一般在8-145ku,具有双功能性和多样性.木聚糖酶的功能结构域主要有催化结构域和纤维素结合结构域,其酶活受金属离子、糖苷键等的影响.目前,已有上百种木聚糖酶基因被克隆表达.木聚糖酶的应用极其广泛,可用于造纸、饲料、食品、医药等行业.     

系列木聚糖降解酶基因同向串连表达的研究

采用分子克隆操作方法，通过设计多个SD序列的多克隆位点，首次成功构建了一个木聚糖降解酶系列基因同向串连表达载体，经筛选鉴定获得具有极耐热性的α-阿拉伯呋喃糖苷酶基因（XarB）、葡萄糖醛酸酶基冈（αguA）和木聚精酶基因（龄nB）同向串连的pHsh／XarB-aguA-XynB一株克隆菌，酶学分析表明重组菌株具有较好的阿拉伯糖苷酶、木糖苷酶、葡萄糖醛酸酶和木聚糖酶活性．酶活单位分别为：阿拉伯糖苷酶11．8U／mL，β-木糖苷酶6．87U／mL，α-葡萄糖醛酸酶1．53U／mL，木聚糖酶6．58U／mL．     

毛壳菌产木聚糖酶条件的研究

研究了以玉米芯为原料制备粗木聚糖的最优生产条件:60℃浸泡1 h,冷藏8-10 h,乙醇洗涤用量为原木聚糖溶液的2-3倍。用三种球毛壳菌及两种中国新录毛壳菌对以玉米芯为基质的木聚糖酶产酶效果作对比实验,结果发现:球毛壳菌ACCCC30566产生的木聚糖酶具有较高的酶活性。     

里氏木霉制备木聚糖酶的产酶历程

以玉米芯木聚糖为原料,里氏木霉（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａｒｅｓｅｉ）ＲｕｔＣ３０为菌种,采用改进的Ｍａｎｄｅｌｓ配方制备木聚糖酶,产酶历程与制备纤维素酶时有较大差异。具体表现在产酶周期短,ｐＨ值基本无下降的趋势,酶液中可溶性蛋白质浓度较低。底物浓度为７ｇ／Ｌ时,木聚糖酶活力达１２５６ＩＵ／ｍＬ,比活力、酶得率及酶产率分别为８１９０ＩＵ／ｍｇ蛋白质、１７９４３ＩＵ／ｇ木聚糖和４１８６．７ＩＵ／Ｌ·ｄ。产酶最终ｐＨ应控制在６～７较为适宜,酶活力最高。ｐＨ超过７．０,酶可能失活。酶解结果表明,木聚糖酶对木聚糖干粉具有很高的降解效率,当每克底物的酶用量为０．１克木聚糖干粉产的酶液量时,酶解得率一般可达９０％左右。     

玉米芯中木聚糖提取方法的研究

采用碱解玉米芯粉末后,玉米芯碱解液用30%(w:v)过氧化氢溶液脱色并且用10%(w:v)三氯乙酸溶液脱蛋白来提取木聚糖,收得率分别为24.4%。并用真菌DSM10635菌株产的木聚糖酶对以三种不同来源的木聚糖以及自提玉米芯木聚糖为底物测得的米氏常数进行比较,还检测比较了DSM 10635木聚糖酶以桦树和自提木聚糖作为底物的最佳酶促反应温度。结果表明,从玉米芯自提木聚糖的Km值7.5303与燕麦木聚糖的Km值5.6044相近,桦树和自提的木聚糖的最佳酶促反应温度也都在65-70℃左右,具有一定的取代性。方法简单,收得率较高的木聚糖提取方法对工业上大量生产具有重要的意义。     

MOF基多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用

金属有机框架材料(MOFs)由于其具有较高的比表面积,可调节的孔隙结构,以及结构、功能多样性,使其作为前驱体在电化学等方面具有广阔的应用前景.采用水热法合成了金属有机框架材料[Zn₃(bpdc)₃(bpy)]·2DMF·4H₂O](ZBB),并以此为前驱体,通过炭化-活化法制备了多孔炭ZBBC-T-A,研究了不同炭化温度,不同的炭碱比对多孔炭微观结构及电化学性能的影响.结果表明:多孔炭ZBBC-800-1∶3是以微、介孔为主,且最大比表面积达2 294.6 m² ·g^-1;以6 mol·L^-1 KOH为电解液,在电流密度为1 A·g^-1时,其比电容为304.8 F·g^-1;电流密度从1 A·g^-1增加到10 A·g^-1时,电容损失率为21.26%;在1 A·g^-1的电流密度下,经过5 000次循环后,电容保持率为95.85%.其能量密度为8.06 Wh·kg^-1.     

二氧化钛-聚萘/硫正电极的制备及其电化学性能

以3,4,9,10-二萘嵌苯(PTCDA)为原料成功合成聚萘(PPN),然后利用硫代硫酸钠为硫源,通过化学还原法制备聚萘/硫(PPN/S)复合材料,接着在PPN/S外表面包覆一层二氧化钛(TiO₂),最后制备出二氧化钛-聚萘/硫(TiO₂-PPN/S)复合材料.采用扫描电镜、X-射线衍射和热重分析对复合材料TiO₂-PPN/S进行表征; 采用充放电测试系统和电化学工作站对TiO₂-PPN/S电极的电化学性能进行测试.结果表明:PPN/S复合材料表面被TiO₂成功包覆,制得一种新型TiO₂-PPN/S复合材料; TiO₂-PPN/S电极具有良好的循环稳定性,在电流密度为400 mA·g^-1时,首次放电容量达到1 334.8 mA·h·g^-1,循环150次后,放电容量仍保持在691.4 mA·g^-1; 与含硫量相当的PPN/S电极相比,TiO₂-PPN/S电极具有更佳的电化学性能.     

2维层状Ti2CTx电极材料的制备和电化学性能研究

以Ti₂AlC为前驱体,以盐酸与氟化锂的溶液为刻蚀剂,在40 ℃磁力搅拌条件下,刻蚀48 h制得Ti₂CT_x材料.分别采用N₂吸附/脱附、X-射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、能量色散X-射线光谱仪和透射电镜等方法对试样的比表面积、孔分布、晶相结构、形貌特征等物理性质进行了表征; 用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学方法研究了Ti₂CT_x材料在2 mol·L^-1 KOH溶液中的电化学特性.实验结果表明:Ti₂CT_x是2维层状材料,在电流密度为1 A·g^-1时,该材料的比容量为119 F·g^-1,经10 000次充放电循环后,比容量保留率为98%,且保持较高的库伦效率.     

黑曲霉S13液体发酵产木聚糖酶的研究

从 2 0株细菌和霉菌中筛选出一株木聚糖酶高产菌株黑曲霉 S1 3.它的最适产酶培养基为 :半纤维素 1 % ,NH4NO3 0 .3% ,微量元素液 0 .0 0 5 % ,吐温 0 .2 % ,Vogel's母液 4% ,麸皮 0 .2 5 % ,起始 p H为 6.0 .种龄 36h,接种量 5 % ,装液量 60 m L( 2 5 0 m L三角瓶 ) ,摇床转速 1 2 0 r/min,发酵温度 2 8℃ ,发酵时间 48h,液体酶活可达 40 0 .0 IU/m L.     

不同活化方法对开心果壳活性炭的孔结构影响

以开心果壳为原料制备活性炭,通过在-196 ℃下测定活性炭的氮气吸附等温线,探讨ZnCl₂法、KCl法以及ZnCl₂-KCl-H₂O联合活化法对活性炭孔结构的影响.研究表明:ZnCl₂法制备的开心果果壳活性炭以微孔为主,采用40%ZnCl₂溶液浸渍,在500 ℃下活化1.5 h后得到的活性炭的比表面积为630 m²·g^-1;单独KCl活化法不能起到较好的活化效果;对于ZnCl₂活化法和KCl活化法,增加水蒸气活化都能增强活化效果,尤其对KCl活化的增强效果最为明显,使其比表面积增大近9倍,但其孔结构仍是微孔为主;ZnCl₂-KCl-H₂O联合活化法能有效增加活性炭的中孔,采用40%ZnCl₂和6%KCl溶液浸渍,在900 ℃下活化1.5 h后得到的活性炭的中孔添加量为0.10 cm³·g^-1,比表面为740 m²·g^-1,中孔孔径集中在4 nm.     

用大米草和互花米草创新水利工程

建议用大米草和互花米草创新水利工程,包括:促淤造陆,与海争地;消浪抗风,保滩护岸;保持水土,遏制流失;护港减淤,便利航船;降低污染,改善环境;米草水工,相互促进;舟状草滩,飘现水面。其中有些已经实现了多年,其余的则尚待试验、实施。上述设想的实现将会带来巨大的经济、社会和生态效益。     

海参内脏酶解制备海参肽工艺

以蛋白水解度和酶解液中海参肽相对分子质量的分布作为指标,考察不同蛋白酶的酶解效果,筛选水解海参内脏的最适合蛋白酶,并通过单因素实验和正交实验优化酶解工艺.实验结果表明:胰蛋白酶的水解效果最佳,可用于水解海参内脏制备海参肽;在底物质量分数为1.0%,加酶量为0.375 1 mkat·g^-1,pH值为8.0,酶解温度为37 ℃,水解时间为5 h的最优酶解条件下,海参内脏的水解度可达到48.90%,酶解液中的多肽(2 000~5 000 u)质量分数为52.68%,寡肽(含氨基酸)(≤2 000 u)质量分数为47.25%.     

蔗渣木聚糖制备低聚木糖的最优复合酶降解工艺研究

【目的】研究复合酶酶解蔗渣木聚糖制备低聚木糖的方法。【方法】采用混料试验设计中的单纯形质心方法对木聚糖酶 A,木聚糖酶B和α-L-阿拉伯糖苷酶3种酶进行配方设计试验,以低聚木糖得率为评价指标。【结果】低聚木糖得率的最优酶复合配比为木聚糖酶 A 39．5％,木聚糖酶B 25％,α-L-阿拉伯糖苷酶35．5％,在此条件下预测低聚木糖得率为85．20％。【结论】该配比能显著提高蔗渣木聚糖酶解效率和低聚木糖的产率。