酸性环境中木聚糖酶高产菌株的筛选及鉴定

从pH 5.0的酸性土壤中筛选出一株木聚糖酶高产菌株A4,菌体固态发酵产酶条件优化表明,最佳发酵培养基配方为：麸皮37.79％,玉米芯9.10％,NH4NO3 0.51％,MnSO4 1.60％,水50％,接种量2.0％,最适发酵温度28～32 ℃,发酵培养48～52 h,木聚糖酶活力最高达到750 U/g（碳源）.该菌株所产木聚糖酶的最适pH为4.8,比野生黑曲霉的pH值低.通过生长形态和分子生物学方法相结合的鉴定该菌株为黄曲霉.     

木霉No.183菌株木聚糖酶的研究

 筛选到一株木聚糖酶高产木霉菌株(No.183),研究了该菌株产木聚糖酶的液态发酵和粗酶液的酶学性质.结果表明,以麸皮和木聚糖为主要碳源,28℃,190r/min摇瓶培养时,木霉No.183菌株在接种后84h酶活最高,达到298.47U/mL.该木聚糖酶的最适反应温度为50℃,最适pH为该木聚糖酶在pH5～7和40℃以下时相对稳定.Ca²⁺,Zn²⁺和Cu²⁺对该木聚糖酶有较强的促进作用,Fe³⁺和Hg²⁺对该酶有较强的抑制作用.     

木聚糖酶产生菌的筛选与部分酶学特性的研究

通过富集培养、水解圈鉴定、酶活检测等步骤,从不同地点采集含木聚糖的土样中初筛出10株木聚糖酶产生菌,获得一株酶活最高的菌株Bacillus sp. X-18.对Bacillus sp. X-18木聚糖酶的部分酶学特性进行了研究,结果显示:菌株X-18酶活最适温度为50 ℃,在50 ℃保温1 h仍保持100%的酶活力.该酶pH值范围较广,在pH4.0-8.0范围内均能保持较高的活性,最适为pH5.0,与其相关报道的研究相比,该木聚糖酶具有良好的酸碱耐受性.     

酸性木聚糖酶产生菌XYW5的筛选及酶学性质

【目的】选育优良的产酸性木聚糖酶的微生物,考察酸性木聚糖酶的酶学性质(尤其是pH值为4.0),为实现纤维素乙醇低成本清洁生产打下基础。【方法】从广西大学农场采集土壤,富集后经产酸性木聚糖酶的培养,比较酸性木聚糖酶酶活力,选育酸性木聚糖酶高产菌株,鉴定菌种,分析酶学性质。【结果】筛选出产酸性木聚糖酶酶活力较高的菌株XYW5。扩增菌株XYW5的ITS rDNA序列,经测序分析比对,将其初步鉴定为日本曲霉Aspergillus japonicus XYW5。菌株XYW5产酸性木聚糖酶和酸性木糖苷酶的酶活力最高分别达(26. 26±0. 97)U/mL和(0.63±0.02) U/mL,比活力分别为(85.50±0.63) U/mg和(1.80±0.01) U/mg;其酸性木聚糖酶最适温度和最适pH值分别为65℃和6.5,酸性木糖苷酶最适温度和最适pH值分别为70℃和4.5;酸性木聚糖酶兼有酸性CMCase酶活力,达到8.54 U/mL。【结论】菌株XYW5所产的酸性木聚糖酶具有开发成为优良工业酸性木聚糖酶的潜力。     

镰孢菌属Q7-31菌株产耐碱性木聚糖酶的酶学性质

对镰孢菌属Q7-31菌株所产木聚糖酶的粗酶液和部分纯化后的酶液进行了酶学性质比较试验。其粗酶液的最适反应pH为6.0,温度50℃;稳定范围:pH6.0,温度30℃。粗酶液经部分纯化后酶液的最适反应pH5.0～6.0,温度为40～50℃;稳定范围:pH5.0～6.0,温度30～40℃。纯化后酶液的酶学性质明显优于粗酶液。     

木聚糖酶高产突变株酶学特性研究

野生株木聚糖酶最适pH为5.4,在7.0-10.0范围内稳定;而突变株最适pH为6.0,在6.0-10.0范围内稳定。最适温度均为52℃,在20-50℃间比较稳定。在40℃保温24h,野生株剩余活力为57%,突变株为86%;电泳表明,突变株酶液中蛋白质种类与野生株差别较大;木聚糖酶谱检测也发现,突变株粗酶液中有两种类型木聚糖酶,而野生株中只有一种。     

里氏木霉和黑曲霉产酸性木聚糖酶及酶学特性比较

【目的】对黑曲霉和里氏木霉产酸性木聚糖酶的性能及所产粗酶的酶学特性进行分析比较,尤其是考察pH值为4时木聚糖酶酶活力及稳定性,从而确定潜在的较为理想的酸性木聚糖酶。【方法】将里氏木霉和黑曲霉接种至培养基进行产酶培养,比较分析两者的酸性木聚糖酶、酸性木糖苷酶的酶活力及酶学特性。【结果】黑曲霉酸性木聚糖酶和酸性木糖苷酶的酶活力最高分别达(52.36±2.61)U/mL和(0.57±0.01)U/mL,酸性木聚糖酶最适温度和pH值分别为55℃、5.0,酸性木糖苷酶最适温度和pH值分别为75℃、5.0;里氏木霉酸性木聚糖酶和酸性木糖苷酶的酶活力最高分别达(10.12±0.95)U/mL和(0.32±0.05)U/mL,酸性木聚糖酶最适温度和pH值分别为65℃、6.5,酸性木糖苷酶最适温度和pH值分别为65℃、4.5。黑曲霉和里氏木霉的酸性木聚糖酶兼有酸性CMCase酶活力,分别为(5.26±0.21)U/mL、(1.72±0.21)U/mL。【结论】黑曲霉所产酸性木聚糖酶明显比里氏木霉的更优良,是潜在的较为理想的酸性木聚糖酶。     

大米草半纤维素选择性酶解研究

采用由东方肉座菌EU7-22表达的重组木聚糖酶HoXyn11A、黑曲霉BE-2表达的重组木聚糖酶AnXyn10C和商品木聚糖酶分别降解大米草半纤维素,探索其降解的最佳工艺条件,结果发现该3种木聚糖酶最适pH值为4.5～5.5,最佳反应温度为45～55 ℃,酶用量为200～300 IU·g^-1底物,反应时间为12～24 h.对比结果表明:通过黑曲霉BE-2表达的重组木聚糖AnXyn10C能够在24 h内基本将大米草半纤维素降解为低聚木糖,效率远高于商品酶和东方肉座菌EU7-22表达的重组木聚糖酶HoXyn11A.黑曲霉BE-2表达的重组木聚糖AnXyn10C是大米草半纤维素降解酶的良好来源.     

木聚糖酶特征序列与最适pH定量关系

研究G/11家族木聚糖酶特征序列与其最适pH的定量构效关系,建立逐步回归方程,模型的相关系数为0.975,显著水平p<0.000 1.利用该方程,计算各木聚糖酶的pH值,结果表明,仅有2个木聚糖酶的最适合pH计算值与实测值相差大于0.6,而有6个木聚糖酶最适pH计算值与测定值相差小于0.1,平均绝对百分比误差为5.91%,平均绝对误差为0.26个pH单位,所得结果优于用二肽进行逐步回归所得模型的结果.通过对计算结果和已知晶体结构的木聚糖酶的比较发现,在1YNA中,这6个氨基酸分别是Pro,Leu,Val,Val,Val和Tyr,前3个氨基酸残基位于第7个转角处,更适合作为突变的位点.     

组氨酸标签木聚糖酶的构建表达和酶特性鉴定

通过改变终止密码子位点,在一个耐热木聚糖酶突变株DSB的C末端添加了6聚组氨酸标签(His-tag),并完成了表达和酶特性鉴定.通过PCR将嗜热真菌DSM 10635来源的木聚糖酶突变体基因dsb的终止密码子序列定点突变为谷氨酸密码子序列,连接到表达载体pET-22b(+),转化Escherichia coli.BL21(DE3),诱导表达的耐热木聚糖酶DSB在C端含有6×His-tag.表达产物经硫酸铵分级沉淀和Ni Sepharose层析纯化,获得了电泳纯重组酶DSB.结果表明:添加组氨酸标签的酶与原始酶相比,酶学特性无变化.SDS-PAGE电泳结果显示该酶分子量约为23 kDa,重组酶最适pH为6.5,最适温度为75℃,在pH 5¹0具有良好的稳定性,在pH 6.5,70℃条件下处理30min相对酶活力仍保留80%以上.     

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。     

信号肽对木聚糖酶在马克斯克鲁维酵母中分泌表达的影响

马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)是一种新型的非常规酵母,具有生长快、分泌能力强、安全性高等优势.在酵母表达系统中,分泌信号肽不仅介导了外源蛋白沿着正确途径分泌到胞外,也在蛋白质翻译后加工等方面发挥了重要作用.本文分别研究了酿酒酵母α-Factor信号肽和克鲁维酵母菊粉酶信号肽对耐热木聚糖酶在马克斯克鲁维酵母中的分泌表达影响.工程菌摇瓶发酵72h后,在含有菊粉酶信号肽和α-Factor信号肽的工程菌株的发酵上清中,木聚糖酶酶活分别为318.91U/mL和117.90U/mL,表明马克斯克鲁维酵母表达木聚糖酶时,菊粉酶信号肽介导的蛋白分泌表达效果优于α-Factor信号肽.重组表达木聚糖酶最适反应条件是pH5.5和65℃,在75℃处理1h后,该酶的剩余酶活保留73%以上.在5L发酵罐中,重组菌高密度发酵72h,木聚糖酶酶活高达157 757U/mL,结果表明,马克斯克鲁维酵母表达系统在工业酶领域中应用具有非常广阔的前景.     

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.     

黑曲霉C71分批发酵动力学模型的构建

以黑曲霉C71为出发菌株,分批发酵生产木聚糖酶,在发酵过程中每隔8h取样,测定菌体细胞浓度、总糖与还原糖含量和木聚糖酶活力,探讨了发酵过程中菌体生长、产物合成及基质消耗的特性.基于Logistic和Luedeking-Piret方程,建立了描述黑曲霉C71分批发酵过程的菌体生长动力学模型、产物合成动力学模型、基质消耗动力学模型.结果表明,模型计算值与实验数据拟合良好,基本反映了黑曲霉C71分批发酵过程的动力学特征.黑曲霉C71分批发酵过程中菌体生长与产物合成属于部分生长偶联型.     

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。     

木聚糖酶对鲫鱼生长性能和小肠绒毛的影响

采用单因子浓度梯度法,在以小麦为主的基础饲料中分别添加0.05%、0.10%和0.15%的木聚糖酶,以基础饲料为对照组,每组设4个重复,饲喂鲫鱼74d,测定鲫鱼的生长性能,观察肠道形态。结果表明:(1)0.05%组鲫鱼的增重率比对照组提高24.2%(P<0.01),0.10%组和0.15%组的增重率比对照组提高17.0%和15.7%(P<0.05);投饲系数分别较对照组降低19.2%、14.4%、13.6%(P<0.05)(。2)0.05%、0.10%和0.15%组的干物质表观消化率分别比对照组提高13.19%、9.33%和8.93%(P<0.01);蛋白质表观消化率分别比对照组提高9.98%、9.19%和8.82%(P<0.01);总糖表观消化率分别比对照组提高29.88%、26.67%和24.94%(P<0.01);(3)饲料添加木聚糖酶能促进小肠绒毛的发育。其中0.05%、0.10%和0.15%组前肠绒毛的高度分别较对照组提高了54.07%、34.96%和18.07(%P<0.01);0.05%组前肠绒毛的宽度较对照组提高了23.46%(P<0.01)。0.05%和0.10%组中肠绒毛的高度分别较对照组提高了6.60%(P<0.01)和3.96%(P<0.05)。0.05%和0.10%组中肠绒毛的宽度分别较对照组提高了10.95%和9.49%(P<0.01)。扫描电镜观察鲫鱼肠绒毛的超微结构,0.05%组前肠绒毛发育最好,绒毛排列整齐,微绒毛簇状结构致密,且很少黏附食糜颗粒。