黑曲霉产β-甘露聚糖酶的纯化及酶学性质研究

［目的］分离纯化黑曲霉固态发酵产生的β-甘露聚糖酶,研究β-甘露聚糖酶酶学性质。［方法］黑曲霉经固态发酵制备粗酶液,分别采用硫酸铵分段沉淀法、丙酮沉淀法和Sephadex凝胶层析法对β-甘露聚糖酶进行分离纯化,用PAGE检验其纯度。同时测定纯化后的β-甘露聚糖酶酶学性质。［结果］β-甘露聚糖酶经40%～90%饱和度硫酸铵沉淀法纯化后比活力可提高到1 180.9 U/mg 经1.0 ∶1.0～1.6∶1.0（V/V）丙酮沉淀法纯化后的比活力可提高到1 847.0 U/mg;最后经凝胶层析法纯化后的比活力可提高到7 950.4 U/mg,纯化倍数为8.67,在PAGE凝胶电泳图谱上得到单一条带,即纯化后的β-甘露聚糖酶。［结论］纯化后β甘露聚糖酶的酶学性质为：最适pH值4.2,最适反应温度60 ℃,米氏常数Km 2.67 mg/ml。     

里氏木霉RutC-30β-甘露聚糖酶的制备与纯化方法的研究

里氏木霉以槐豆胶为基础培养基、以乳糖为诱导物，用7.5升液态发酵罐发酵产生β-甘露聚糖酶，经两次硫酸铵分级分离（饱和度为40%—60%）和两次聚丙烯酰胺凝胶制备电泳，结果得到高纯度均一的单体β-甘露聚糖本科经SDS-PAGE测得酶分子量为53KD，组织活动力为100u/mg，这为β-甘露聚糖酶单克隆抗体的制备提供了高纯度的样品。     

β-甘露聚糖酶的研究进展

β-甘露聚糖酶属于半纤维素酶类,是一种广谱诱导型多功能酶,广泛存在于动植物和微生物中,其主要水解产物为甘露寡糖,在动物生产、饲料、食品、医药、石油开采及生物技术方面广泛应用.对β-甘露聚糖酶的来源、生产、纯化、分子特性、作用机制以及微生物诱变育种等方面的研究概况进行了综述,并对β-甘露聚糖酶的应用前景进行了分析.     

β-甘露聚糖酶分子生物学研究进展

β-甘露聚糖酶在食品、饲料、造纸、洗涤等工业领域应用广泛。近几年,基因测序技术飞跃发展,研究人员挖掘到许多新颖的β-甘露聚糖酶基因并对其进行了酶学性质的研究。介绍了各种类型的甘露聚糖及其降解酶,梳理了β-甘露聚糖酶的糖苷水解酶家族分类、来源、结构和催化机理,归纳总结了近几年微生物来源β-甘露聚糖酶的重组表达、酶学性质及分子改造,简述了甘露聚糖酶在食品和饲料等方面的应用,展望了β-甘露聚糖酶的研究热点及方向。     

里氏木霉Rut-C30β-甘露聚糖酶基因表达载体的构建

将含有β-甘露聚糖酶基因的重组质粒p^GEM-ManI经EcoRI、绿豆芽核酸酶、HindⅢ酶切处理和纯化后，与含有Ω序列和17启动子以及信号肽OmpT序列的分泌型表达载体p^TCO2连接，将质粒p^GEM-ManI中的β-甘露聚糖酶基因连接在p^TCO2质粒信号肽OmpT之后，构建成表达载体p^TCO2-ManI。将表达载体p^TCO2-ManI转化到大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中，克隆转化子，pCR测序，结果获得了β-甘露聚糖酶编码的成熟肽cDNA，其序列与GeneBank报道完全一样。并从该克隆转化的大肠杆菌的周质中检测到了β-甘露聚糖酶的活性同时，证明β-甘露聚糖酶基因在分泌型过程中得到正确加工。     

枯草芽孢杆菌MSJ-5产β-甘露聚糖酶的性质研究

对土壤中分离的1株产β-甘露聚糖酶的枯草芽孢杆菌MSJ-5进行产酶性质的研究。菌株MSJ-5在发酵培养基中培养32h达到产酶高峰。β-甘露聚糖酶为粗酶液的主要组分,酶学性质的研究显示该酶最适反应温度为50℃,最适反应pH为7.0,在pH 5.0~7.0能保持较好的稳定性。水解魔芋甘露聚糖及水解产物分析试验结果表明菌株MSJ-5产生的β-甘露聚糖酶对魔芋甘露聚糖有显著降粘效果,水解产物以甘露寡糖为主。研究结果显示,菌株MSJ-5产生的β-甘露聚糖酶有应用到饲料添加和功能性寡糖行业的潜力。     

黑曲霉β-甘露聚糖酶的诱变选育及部分酶学特性

从实验室保藏的数十株真菌、细菌和酵母菌种中,经定向筛选,得到1株产β-甘露聚糖酶酶活较高的黑曲霉菌株MA.以菌株MA为出发菌,经Co60诱变和摇瓶发酵初、复筛,最终获得一株产β-甘露聚糖酶活力高且遗传性能稳定的菌株MA-56,其所产的β-甘露聚糖酶活力稳定在9.31×104 U/g ,较出发菌株提高了64.78%.酶学性质初步研究表明,黑曲霉菌株MA-56所产β-甘露聚糖酶的最适反应温度为70℃,最适反应pH为2.5～3.5;该酶在70 ℃以下具有良好的热稳定性,在pH 2.5～9.0的环境下表现稳定;在供试的10种金属离子中,只有Cu2+对酶活有较强的抑制作用.     

β-甘露聚糖酶基因的克隆及原核表达载体的构建

目的:克隆β-甘露聚糖酶基因并构建其原核表达载体。方法:提取地衣芽孢杆菌ATCC 14580基因组,PCR法扩增该菌基因组中的β-甘露聚糖酶基因,与表达载体p ET-28a连接并转化到E.coli BL21中,构建原核表达载体,并对阳性重组菌进行PCR和酶切鉴定。结果:成功克隆β-甘露聚糖酶基因并构建其原核表达载体,β-甘露聚糖酶基因全长1008bp,编码336个氨基酸,蛋白质分子量约为38KDa。SDS-PAGE检测显示重组酶分子量约为38KDa。结论:成功构建β-甘露聚糖酶基因的原核表达载体为基因的重组表达奠定基础。     

1株青霉固体发酵产酸性β-甘露聚糖酶条件优化

[目的]为产酸性β-甘露聚糖酶菌株的开发与应用提供技术依据。[方法]以1株青霉QM-1为出发菌株,通过单因素试验和正交试验对其固体发酵产β-甘露聚糖酶的条件进行优化。[结果]该株青霉产β-甘露聚糖酶的最适培养基配方为:0.5 g魔芋粉,20.0 g麸皮,1.5 g蛋白胨,0.3 gKH2PO4,0.03 gMgSO4.7H2O,初始pH值为5.5,反应pH值为5.8,含水量为60%。该株青霉产-β甘露聚糖酶的最适培养条件为:将在30 g基础培养基放在250 ml三角瓶中,接入菌种在35℃下培养3 d后,最高酶活力可达1 455.63 IU。[结论]当反应pH值为5.2～6.0时,-β甘露聚糖酶能维持较高的活性,这表明该菌所产β-甘露聚糖酶为酸性。     

饲用半纤维素酶的研究进展

饲用半纤维素酶为一复合酶系，主要是由甘露聚糖酶、木聚糖酶、半乳糖酶等组成。文章主要介绍了半纤维素酶中的两个重要组分β-甘露聚糖酶和β-木聚糖酶，对其酶的来源、酶的基因工程及其在饲料工业中的应用做了综述。     

β-甘露聚糖酶基因克隆与在大肠杆菌中表达

为了通过基因工程方法在大肠杆菌中发酵生产β-甘露聚糖酶,采用多重比较几种来源的β-甘露聚糖酶氨基酸序列,获得了该酶的保守结构域,并按此设计简并引物．以能水解魔芋葡甘聚糖的枯草杆菌属野生筛选菌种A33为材料,通过简并引物PCR法从A33基因组中扩增出β-甘露聚糖酶基因核心区段．经过克隆、测序及BLASTN比对分析,证实该DNA区段推导的编码蛋白具有β-甘露聚糖酶的保守结构域,属于该酶家族中的一员．将该片段构建到大肠杆菌表达载体pRsET-A并转入大肠杆菌表达系统BL21 DE3（pLysS）,经过诱导获得了此酶的高效表达．     

转β-甘露聚糖酶基因manA小鼠的制备

为了获得β-甘露聚糖酶基因manA的转基因小鼠,从黑曲霉中克隆得到β-甘露聚糖酶基因manA,进行体外表达检测甘露聚糖酶活性后,将此基因插入到含有猪腮腺分泌蛋白(PSP)基因启动子的表达载体pPSPBGPneo中,得到在腮腺组织特异表达β-甘露聚糖酶基因manA的载体pPSP-manA,总长为16.3 kb,将其进行线性化后回收得到高质量DNA片段,通过显微注射得到17只原代小鼠,进行PCR和Southern blot检测发现有6只阳性转基因小鼠,表明转β-甘露聚糖酶基因manA小鼠制备成功.     

魔芋胶酶解工艺条件的优化

[目的]探讨在中试条件下利用中性β-甘露聚糖酶水解魔芋胶制备低聚甘露糖的工艺条件。[方法]在单因素试验条件下,研究了利用枯草芽孢杆菌所产生的中性β-甘露聚糖酶对魔芋胶进行水解来制备低聚甘露糖的工艺条件。[结果]酶法水解魔芋胶生产低聚甘露糖时,优化的酶解条件为：pH6.0,魔芋胶浓度125g/L,酶量200IU/g魔芋胶,酶解温度50℃,酶解时间3h。[结论]该研究可极大地提高魔芋胶的附加值。     

地衣芽孢杆菌W10 β-甘露聚糖酶基因的克隆与表达

地衣芽孢杆菌W10菌株具有较高的β-甘露聚糖酶活性。采用PCR技术从W10基因组中扩增出β-甘露聚糖酶基因序列,通过克隆、测序获得1 017 bp甘露聚糖酶基因manW10,其编码338个氨基酸。以pET-22b(+)为载体和pelB为信号肽,将manW10转入EscherichiacoliBL21(DE3)中进行表达,经IPTG诱导酶活性达19.73 U.mL-1。经镍柱亲和层析获得较纯的β-甘露聚糖酶,其分子质量约为38 ku。     

黑曲霉β-甘露聚糖酶水解魔芋粉制备甘露低聚糖的研究

以魔芋粉为原料,研究了用黑曲霉β-甘露聚糖酶制备低聚甘露糖的工艺条件.结果表明:反应时间、魔芋粉浓度、温度、加酶量、pH对酶法制备低聚甘露糖的工艺均有不同程度的影响,其中反应时间和温度影响较大,pH影响较小.通过正交试验确定了用黑曲霉β-甘露聚糖酶制备低聚甘露糖的最佳工艺条件为:反应体系的pH4.2、魔芋粉浓度2.0%、温度65℃、加酶量108 U/g、反应时间为4.0 h.在最佳工艺条件下,低聚甘露糖的产率可达32.3%.     

脐橙花朵脱落进程中花柄β-甘露聚糖酶活性变化

为探究β-甘露聚糖酶与器官脱落的关系,以佛罗斯特脐橙花柄外植体为材料,研究花朵脱落过程中花柄β-甘露聚糖酶活性的变化规律。结果表明,在花柄脱落过程中,花柄中β-甘露聚糖酶活性整体表现为先降低后升高的变化趋势;乙烯利可以明显加快脐橙花柄脱落进程,且能明显提高远轴端中β-甘露聚糖酶活性,而对离区和近轴端促进作用不明显,甚至会降低其酶活性。以上结果表明,β-甘露聚糖酶参与脐橙花柄器官脱落,但可能不是关键的酶。     

芽孢杆菌WY45产β-甘露聚糖酶发酵条件的优化

为获得最佳产酶配方，同时获得高活力的β-甘露聚糖酶，经碳源、氮源、碳氮质量比、初始pH和培养温度5个单因素发酵条件的优化，得到芽孢杆菌WY45发酵产β-甘露聚糖酶的最适发酵培养条件：以4g／L魔芋精粉为碳源，1．33g／L大豆蛋白胨为氮源，碳氮质量比为4／1，初始pH5．5，50℃培养时间96h。此条件下，β-甘露聚糖酶活性最高可达2800U／mL。     

青霉QM-1产酸性β-甘露聚糖酶液体发酵条件研究

[目的]为酸性β-甘露聚糖酶生产菌株的开发与应用提供技术参考。[方法]以单因子试验和正交试验对青霉QM-1（Penicillium sp．）液体发酵产酸性β-甘露聚糖酶条件进行研究。[结果]产酶最适培养基配方：麸皮＋魔芋粉（2：1）10．0g／L,NaNO3 2．0s／L,KH2PO4 1．5g/L,MgSO4·7H2O 0．3g／L,H2O 1000ml。最适培养条件为：起始pH值6．0,装液量为50ml／250ml三角瓶,转速为175r／min,在35℃下培养4d,最高酶活力达86．3IU。该菌所产粗酶液最适反应温度为60℃。[结论]麸皮和硝态氯能有效促进青霉QM—1产酸性β-甘露聚糖酶,且所产的β-甘露聚糖酶有一定的温度耐受性。     

瓜尔胶降解菌诱变及甘露聚糖酶特性研究

为了筛选降解瓜尔胶的菌株,从亚麻液中筛选到l株降解瓜尔胶产β-甘露聚糖酶的细菌HL-28,经形态观察、生理生化特性和16S rDNA序列分析鉴定其为金黄杆菌（Chryseobacteriu）.菌株HL-28产甘露聚糖酶的活力达64.532 U/ml,经紫外诱变育种获得突变株HL-28-30,酶活提高到339.787 U/ml,提高了426.54％.粗酶发挥催化作用的最适pH值为5.6,最适反应温度50℃.     

来源于链霉菌Streptomyces fradiae var.k11的抗蛋白酶甘露聚糖酶的基因克隆与鉴定

通过设计简并引物和TAIL-PCR的方法从Streptomyces fradiae var.k11中克隆得到一个β-1,4-甘露聚糖酶编码基因manS221,其全长1359 bp,编码452个氨基酸,前端28个氨基酸为预测信号肽.构建表达载体pET-28a-manS221并转化大肠杆菌BL21(DE3),特异性表达manS221基因,重组的甘露聚糖酶通过Ni-NTA亲和层析纯化.酶学性质分析表明,重组甘露聚糖酶最适温度为52℃,最适pH值为6.0,在pH 5.0～9.0的范围内有良好的稳定性,并且对中性蛋白酶具有高抗性.这些优良的性质使得ManS221在食品、饲料和纺织工业生产中具有良好的应用前景.