产α-半乳糖苷酶乳酸菌的鉴定及其发酵性能研究

从传统乳制品中筛选到2株高产α-半乳糖苷酶的菌株,经菌株形态和生理生化特性鉴定以及16S rRNA基因序列分析,确定为发酵乳酸杆菌和长双歧杆菌,并命名为LB21和KLDS2.0509。同时研究了2株菌在豆乳中的酶活力、产酸性能、棉子糖降解能力和蛋白水解能力。菌株LB21和KLDS2.0509表现出不同的α-半乳糖苷酶活力,其最高酶活力分别为26.8U/mL和31.5U/mL,发酵终点pH分别为5.1和5.0,两者均能有效地降解棉子糖,蛋白水解能力随着发酵时间的增加而增强。     

Paenibacillus sp.K1 α-半乳糖苷酶酶学性质

利用CODEHOP PCR和Anchor-ligated PCR方法从类芽孢杆菌Paenibacillus sp.K1中克隆得到一个α-半乳糖苷酶基因aga P1,大小为2 190 bp,同源性分析显示,该基因与其他α-半乳糖苷酶基因的序列相似低,是一个新的α-半乳糖苷酶基因。将aga P1在大肠杆菌Origami B(DE3)中表达并纯化获得Aga P1,酶学性质分析显示:以p NPG为底物时,Aga P1最适反应温度为40℃,最适p H 6.5~10,Km值为0.75 mmol/L,最大反应速率Vmax为1.96μmol·min-1·mg-1。同时Fe2+、Mg2+、Ca2+、K+和甘油能使α-半乳糖苷酶酶活提高1~3倍,而Cu2+、Zn2+、Fe3+和还原型谷胱甘肽则抑制该酶的活性。SDS-PAGE检测Aga P1蛋白大小约为80 ku,与理论预测值基本一致;Native-PAGE分析表明正常条件下Aga P1蛋白以二聚体或六聚体形式存在。以上结果显示,Paenibacillus sp.K1产生的α-半乳糖苷酶为一个新的低温α-半乳糖苷酶。     

短双歧杆菌（Bifidobacterium breve 203）α—D—半乳糖？…

研究发现２５株所试肠道细菌中只有６株双歧杆菌可以利用棉子糖良好生长,并且在棉子糖的诱导下产生α－Ｄ－半乳糖苷酶。９种不同糖中,Ｂｉｆｉｄｏｂａｃｔｅｒ－ｉｕｍｂｒｅｖｅ２０３可以利用葡萄糖,半乳糖、果糖、麦芽、糖乳糖、蜜二糖、棉子糖良好生长,但只有蜜二糖和棉子糖诱导Ｄ半乳糖苷酶的产生。１０ｍｍｏｌ／Ｌdisplay structure     

短双歧杆菌(Bifidobacterium breve 203)α-D-半乳糖苷酶的诱导合成及部分酶性质研究

研究发现 2 5株所试肠道细菌中只有 6株双歧杆菌可以利用棉子糖良好生长 ,并且在棉子糖的诱导下产生α D 半乳糖苷酶 .9种不同糖中 ,Bifidobacter iumbreve 2 0 3可以利用葡萄糖、半乳糖、果糖、麦芽糖、乳糖、蜜二糖、棉子糖良好生长 ,但只有蜜二糖和棉子糖诱导α D 半乳糖苷酶的产生 .1 0mmol/L的棉子糖和蜜二糖对于α D 半乳糖苷酶的诱导合成是最佳浓度的 ,且此浓度下 ,棉子糖的诱导能力 (比活 7.1 3units/mg)是蜜二糖 (比活 3 .4 0units/mg)的 2倍以上 .B .breve 2 0 3菌株α D 半乳糖苷酶专一性水解α D 半乳糖苷键 ,不水解β D 半乳糖苷键 .酶反应的最适温度是 3 7℃ ,酶在 4 0℃以下稳定 ,60℃时剩余 80 %的酶活 ,65℃时剩余 2 0 %的酶活 ,70℃时失去所有的酶活 .酶在 pH5.5～ 9.5稳定 ,酶反应的最适pH是 5.5～ 6.5.Hg 、Cu2 、Ag 和PCMB强烈抑制酶的活性 ,而Co2 、Mg2 、Ca2 、Mn2 、Zn2 、EDTA和DTT对酶活性没有抑制 .     

宏基因组来源β-半乳糖苷酶的异源表达与酶学性质研究

β-半乳糖苷酶在食品行业具有重要应用价值,开发兼具多种优良特性的β-半乳糖苷酶是目前研究的重点.本研究对胃肠道微生物宏基因组来源的β-半乳糖苷酶基因galRBM1进行异源表达、纯化及酶学性质研究,结果表明,重组β-半乳糖苷酶的最适pH为7.0,最适温度为50℃,30~50℃耐受4h仍保持85%以上剩余酶活;pH稳定性较好,pH5~10范围内耐受1h仍保持80%以上的相对酶活.Fe~(2+)和Fe~(3+)对该酶酶活有强烈促进作用,Cu~(2+)、Ag~+和Tween-80则表现出不同程度的抑制.该酶耐盐性较好,0~30%NaCl条件下耐受1h相对酶活仍剩余40%以上.     

酿酒酵母α-半乳糖苷酶基因重组菌株的表达分析

PCR扩增里氏木霉(Trichoderma reesei)2个α-半乳糖苷酶基因agl2和agl3,将其分别与表达载体pY-ES2连接,电转化酿酒酵母(Saccharom yces cerevisiae)INVScl菌株.从重组菌株提取载体进行单酶切凝胶电泳检测,证实agl2和agl3分别在重组菌株AGL2和AGLs表达.以葡萄糖和棉子糖为碳源培养菌株,2株重组菌的生长速率均显著高于原始菌株,提前8h菌数达到最大,其中以AGL3的生长速率提高较为明显,重组还使菌株在液体培养基由原来的部分絮凝转变为完全游离状.2株重组菌株均不能利用蜜二糖为碳源生长.     

产热稳定α-半乳糖苷酶菌株的筛选及酶活力的初步研究

利用选择性培养基从发霉的豆粕、豆油工厂周围环境中取样并分离纯化获得一株产热稳定性α-半乳糖苷酶耐热真菌,通过形态学和分子生物学鉴定方法初步鉴定该菌株为分枝犁头霉.研究表明该菌株生长的最适温度和pH值是47℃和7.0,所产酶为胞内酶.酶活研究表明粗酶液的最适温度和pH值分别为68℃和7.0,具有较好的热稳定性.     

酵母α-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中的表达

酵母编码α-半乳糖苷酶的基因MEL1被扩增并克隆到表达载体pRSET中,重组质粒pRSET-Gal转化至相应的受体菌BL21（DE3)）PlysS,阳性克隆经液体培养和IPTG诱导表达,通过SDS-PAGE分析,在50kD处有一目的分子大小的亮带,裂解细菌后经X-α-Gal的显色底物反应,液体变蓝．试验表明：α-半乳糖苷酶基因MEL1在大肠杆菌中得到了表达,糖基化对于维持此酶的生物活性不是必须的。     

富营养化水体中的溶源性浮游细菌分布与环境因子的关系

使用非侵害性根吸收硝酸盐检测系统,在较低NO3-浓度下,测定10 m mol/L的蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、棉子糖、D-甘露醇、甘露糖、阿拉伯糖、乳糖对水稻品种"汕优63"硝酸盐吸收的影响,以10 min为间隔连续测定4 h,结果表明:加入蔗糖后对水稻硝酸盐的吸收有显著的、立即的、持续的促进作用,与加入蔗糖前相比,硝酸盐净吸收率上升了298%,葡萄糖、半乳糖、果糖、棉子糖对水稻硝酸盐的吸收亦有明显的促进作用,上升幅度140%～223%;乳糖、D-甘露醇、阿拉伯糖无明显影响;甘露糖则有抑制作用.蔗糖可能足作为主要的信号分子参与植物硝酸盐吸收的正反馈调控.     

新疆天山雪莲根际冻土微生物富集培养的初步研究

利用纤维素、豆粕、魔芋粉、木聚糖等为底物对新疆天山雪莲根际冻土微生物进行了低温富集培养与分离。通过16S rDNA序列扩增初步鉴定了分离所得微生物,并构建系统发育树。结合选择性培养基进行了产纤维素酶、α-半乳糖苷酶、β-甘露聚糖酶和β-木聚糖酶等微生物的筛选。结果表明,新疆天山雪莲根际冻土中蕴含着丰富的产酶微生物,其中以假单孢菌属、黄杆菌属、根瘤菌属和不动杆菌属等属的微生物为优势菌群。分离得到的41株细菌中大部分都能产水解酶类。     

β-半乳糖苷酶磁性交联酶聚体的制备及性质研究

制备了β-半乳糖苷酶磁性交联酶聚体,优化了制备条件,并对其酶学性质进行了系统研究.实验结果表明,最优的制备条件为,4.2 mg Fe3O4磁性纳米颗粒,20 mg/m L的BSA 2m L,吸附时间为1.5 h,β-半乳糖苷酶酶液50μL,沉淀剂为异丙醇,体积比为1∶1,沉淀时间1h,戊二醛体积分数为0.125%,交联时间1 h,在此条件下得到的β-半乳糖苷酶M-CLEAs酶活保留率为58.67%.扫描电镜观察显示β-半乳糖苷酶磁性交联酶聚体呈多孔结构,比表面积大.与游离酶相比,β-半乳糖苷酶M-CLEAs具有更加宽泛的催化温度和p H范围,同时表现出较好的重复利用性.     

乳酒隐球酵母变种CK-1产β-半乳糖苷酶发酵条件优化

β-半乳糖苷酶是一类非常重要的糖苷水解酶,已被广泛应用于食品工业降低乳制品中的乳糖含量.本文通过单因素实验和L9(34)正交实验,对乳酒隐球酵母变种CK-1产生β-半乳糖苷酶的培养基组成和发酵条件进行了优化.结果表明,在以乳糖2.0%、硫酸亚铁铵2.0%、磷酸二氢钾0.4%、起始pH6.0的培养基中,按接种量8%接种后,于30℃,120 r.min-1培养CK-1菌株2 d,β-半乳糖苷酶活力可达(17.02±0.38)U.mL-1,是优化前(基础发酵培养基酶活力(5.39±0.20)U.mL-1)的3.16倍.通过优化培养条件提高了CK-1菌株的产酶量,为商业化β-半乳糖苷酶的大量生产降低了成本.     

分子动力学模拟探索乳克鲁维酵母来源的β-半乳糖苷酶热变性条件

为了研究乳克鲁维酵母中β-半乳糖苷酶可能的熔解温度，采用分子动力学模拟的方法，分别对4种不同温度条件下(35、50、65、80 ℃)的β-半乳糖苷酶进行了50 ns的计算模拟，分析了酶的构象变化以及酶活性中心的差异。研究在原子水平揭示了β-半乳糖苷酶的温度耐受等关键信息:35 ℃为最适酶活温度，该温度下的β-半乳糖苷酶的整体构象最稳定；该酶在50 ℃时的原子波动性显著增加，表明此温度可能趋近熔解温度临界值；蛋白在大于65 ℃条件下丧失柔性，说明蛋白已经变性；进一步的构象分析发现80 ℃高温会破坏β-D-半乳吡喃糖(GAL)结合位点微环境。     

耐热β-半乳糖苷酶(Pyrococcus furiosus DSM 3638)活性位点N415S点突变对其酶活性的影响

β-半乳糖苷酶具有将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖的能力,也具有把半乳糖聚合成低聚半乳糖的能力。这两种能力在工业生产中具有不同的意义。通过点突变使β-galactosidase[Pyrococcus furiosus DSM 3638]415位天冬酰胺(Asn or N)突变为丝氨酸(Ser or S),突变体构建于毕赤酵母表达质粒载体,并筛选以毕赤酵母为宿主细胞的工程菌种,以此制备β-半乳糖苷酶的突变体酶蛋白。研究发现,该突变体的β-半乳糖苷酶活性在95℃、p H5.5时达到最高酶活,为耐高温乳糖酶,且该突变体水解牛奶的能力较好,可用于低乳糖牛奶及其相关制品加工中。而突变后β-半乳糖苷酶的另一个活性,即产生低聚半乳糖的能力的活性也有所提高,但不够明显。因此该位点突变可用于乳制品的加工,但不能期盼产生更多的半乳糖寡聚体。     

脂肪嗜热芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)的耐糖突变研究

1981年我们报导了一株能诱导产生α-半乳糖苷酶的脂肪嗜热芽孢杆菌T59,发现在含有0.5%以上的葡萄糖的牛肉膏培养基上培养时,不但α-半乳糖苷酶的诱导合成受到阻遏,而且细菌的生长也受到抑制.我们通过亚硝基胍对T59的诱变处理,选出了N-34菌株.N-34对葡萄糖仍为敏感.从N-34再进行诱变,获得了一株在含有1%葡萄糖的牛肉膏培养基上能很好地生长的菌株N-3468.在含葡萄糖的牛肉膏培养基上生长时,α-半乳糖苷酶的诱导合成并不受到阻遏.葡萄糖对细菌的生长抑制以及耐糖突变过去未见文献报导.本文对这一现象的本质进行了研究,比较了N-34和N-3468两菌株在形态及生理性质上的异同.     

门冬氨酸（537）—β—半乳糖苷酶的纯化

本文用硫酸铵分部沉淀,DEAE-BioGel A柱层析及FPLC Superose 12纯化了定位突变的E.Coli门冬氨酸(537)-β-半乳糖苷酶,总纯化倍数为167,酶活力回收55％,经Phast-Gel电泳鉴定为均一制剂,它的分子量及分子形式皆同天然E.Coli β-半乳糖苷酶。     

灌木柳SlSIP基因的克隆和功能验证

【目的】明确灌木柳碱性α-半乳糖苷酶基因(SlSIP)的结构特征和该基因在耐盐方面的生物学功能,为碱性α-半乳糖苷酶基因新的功能拓宽提供理论基础。【方法】 以灌木柳苏柳‘2345’(Salix jiangsuensis ‘2345’)盐胁迫48 h后的cDNA为模板,克隆了苏柳碱性α-半乳糖苷酶基因SlSIP。运用生物信息学方法分析其蛋白质结构、性质和亲缘关系,利用农杆菌介导法转入拟南芥中,通过实时荧光定量qRT-PCR方法鉴定转基因阳性植株的表达特性和盐胁迫条件下的生长状态,从而验证转基因植株的耐盐功能。【结果】该基因编码776个氨基酸,分子质量为84.88 ku,理论等电点为5.85,不稳定系数为35.74,亲水性平均系数-0.154, 定位于内质网膜上。SlSIP的保守结构域为WFGWCTW和IDDGWQ,催化活性位点为V。共得到11个T3代阳性转基因株系,qRT-PCR结果显示SlSIP在3个拟南芥阳性转基因株系中表达量最高,分别提高9、28、29倍。转基因株系在含85 mmol/L NaCl培养基上种子萌发率高于非转基因植株,且生长状态良好,但非转基因植株的叶绿素含量高于转基因株系。【结论】SlSIP基因属于GH27家族,不仅提高了种子萌发过程中的耐盐性,也参与了叶片发育和衰老的途径。     

1-溴-2,3,6-三-O-乙酰基-4-氯-α-D-半乳糖的合成

以蔗糖为起始原料,经缩水、水解反应制得4-氯-α-D-半乳糖,然后通过乙酰化、溴化反应,制得1-溴-2,3,6-三-O-乙酰基-4-氯-α-D-半乳糖,总收率可达74.0%.本合成方法操作简单、条件温和,收率较高,适合大量制备.     

转糖基β-半乳糖苷酶产生菌筛选和鉴定及酶催化生成低聚半乳糖

通过水解活性和转糖基活性筛选, 从实验室97株保存菌种中获得1株具有转糖基活性的β-半乳糖苷酶产生菌,克隆并序列分析了该菌株16SrDNA基因片断,GenBank收录号为DQ267829. 综合其形态学特征、生理生化特征及16S rDNA序列同源性分析结果, 将其鉴定为巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）2-37-4-1. 确定了该菌株β-半乳糖苷酶产酶培养基的碳源为乳糖1%,氮源为蛋白胨0.5%和酵母膏0.5%,培养条件为37℃摇床培养18?h;碳源实验证明,该菌株β 半乳糖苷酶产生为乳糖诱导型.利用薄层层析技术研究了pH值、乳糖底物浓度、反应温度和反应时间对该菌株β-半乳糖苷酶以乳糖为底物转糖基合成低聚半乳糖的影响, 确定最适反应条件为pH7.5、50mmol/L（磷酸缓冲液）配制的40%乳糖溶液, 55℃反应24h.转糖基反应产物高压液相色谱分析其组成为低聚半乳糖25.68%, 双糖（包括乳糖和转移二糖）33.02%, 葡萄糖26.37%和半乳糖14.92%.     

β-半乳糖苷酶诱导条件的研究

从市售不同品牌的普通酸奶中分离出6株乳杆菌,分别编号为YB1、YB2、YB3、YB4、YB5、YB6。通过镜检、革兰氏染色、过氧化氢酶反应、糖发酵反应等初步鉴定为保加利亚乳杆菌。对其一株菌产β-半乳糖苷酶的条件进行优化研究,采用乳糖进行不同浓度的诱导,结果表明当乳糖浓度为1.00%时的诱导效果较好;IPTG(异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)是一种乳糖类似物,也可诱导菌株产生β-半乳糖苷酶,且其终浓度为0.8mM时的诱导效果较好;对两种诱导剂进行诱导效果的比较,表明应用0.8mM的IPTG可达到最佳诱导效果。