β-半乳糖苷酶研究进展

随着生物技术的发展,β-半乳糖苷酶不仅在食品工业中的用途越来越广泛,在生物技术领域如基因工程、酶工程、蛋白质工程等方面也都发挥着重要作用,并开始广泛应用于医药等领域。文章对β-半乳糖苷酶的性质、来源、作用机理、应用情况等进行概述,着重介绍了β-半乳糖苷酶在研究上的新进展和应用上的一些新领域。     

植物β-半乳糖苷酶研究进展

植物β-半乳糖苷酶是一类糖苷水解酶,能够从β-D-半乳聚糖或寡聚糖支链非还原末端切除β-D-半乳糖残基。β-半乳糖苷酶广泛分布于各种植物中,通过对细胞壁的重塑参与植物生长发育过程。总结了植物β-半乳糖苷酶生化与分子生物学方面的最新研究进展,并就其结构域及催化机制、生化特性、亚细胞定位和表达模式、生理功能等方面展开详述。     

低温β-半乳糖苷酶的研究进展

低温β-半乳糖苷酶在低温下仍保持高酶活,而具有高活性的低温β-半乳糖苷酶应用于环境工程和食品行业,有着中温和高温β-半乳糖苷酶所没有的优越性,尤其在乳品工业,可在低温下水解乳糖,生产无乳糖乳制品,供乳糖不耐受者食用.而低温β-半乳糖苷酶因其具有的理论和应用上的双重意义,成为近年来的研究热点.综述了微生物低温β-半乳糖苷酶的研究现状,包括酶的微生物来源,分离筛选、分类特征、酶学性质、分子结构及定向进化,并对其前景进行了展望.     

低温β-半乳糖苷酶的分离纯化

[目的]分离纯化低温β-半乳糖苷酶。[方法]采用硫酸铵沉淀、凝胶色谱和离子交换色谱对低温菌株Rahnella aquatilis sp.14-1在摇瓶条件下的所产低温β-半乳糖苷酶进行了纯化,并对提纯的酶进行了酶学性质的研究。[结果]摇瓶发酵液经过超声波破碎细胞得到粗酶液体,用硫酸铵分级沉淀,Sephadex G-25凝胶层析和DEAE-cellulose离子交换色谱分离纯化得到低温β-半乳糖苷酶,用SDSPAGE检测显示电泳单一区带,纯化的酶分子量为60 kD。[结论]研究可为低温β-半乳糖苷酶的开发应用提供参考依据。     

人参土壤中产β-葡萄糖苷酶菌株的分离鉴定

β-葡萄糖苷酶是在食品工业和医药工业中广泛应用的酶类,能够水解人参皂苷中的糖苷键.从人参种植土壤中分离纯化203种微生物,从中筛选出的53种产β-葡萄糖苷酶的菌株,主要属于鞘氨醇单胞菌属(22.6％)、伯克霍尔氏菌(20.75％)、黄色单胞菌属(15.1％)和链霉菌属(15.1％).     

α-半乳糖苷酶法合成α-半乳糖基-β-环糊精的研究

应用发芽咖啡豆α-半乳糖苷酶法合成α-半乳糖基-β-环糊精,研究其合成工艺.通过BoxBehnken设计等方法,得出工艺条件为α-半乳糖苷酶用量73 nkat,时间28 h,pH 6.3,温度40℃,振荡速度75 r/min,反应体系包括2mL醋酸缓冲液(50 mmoL/L),β-环糊精0.4 mol/L,蜜二糖0.8...     

产β-半乳糖苷酶芽孢杆菌的筛选及产酶条件的优化

[目的]筛选产β-半乳糖苷酶的芽孢杆菌并对其产酶条件进行优化。[方法]从土壤中筛选出一株具有β-半乳糖苷酶活性的菌株,对其进行鉴定并对其发酵产酶条件进行优化。[结果]该菌株被初步鉴定为巨大芽孢杆菌。该菌株的最佳碳源是乳糖,最佳氮源是牛肉膏和蛋白胨,Na+对产酶有明显的促进作用。当乳糖含量为1.20%,牛肉膏含量为0.63%,蛋白胨含量为1.04%时,该菌株所产β-半乳糖苷酶酶活可达3.68 U/ml。初始pH值为8.0,培养温度为45℃,接种量为2%,振荡培养17 h,该菌株所产β-半乳糖苷酶的酶活最高,为5.49 U/ml。[结论]该菌株在高温条件下生长旺盛,适宜生长pH值范围广,在生产实践中具有一定的应用价值。     

β-半乳糖苷酶在动物营养中的应用

β－半乳糖苷酶（β－D－半乳糖苷水解酶，EC.3.2.1.23)广泛存在于豆类及其他动植物体内。由于它具有糖苷键结构特异性，可作为乳糖降解和双糖合成催化剂，并有水解生物体内储存的多糖和半乳糖残基、引起血型转化等生理功能，近年来引起人们广泛关注，成为生物化学和酶催化化学的重要研究课题；对其氨基酸组成进行系统分析，为深入研究该酶的结构和性能给出了必要的基础信息。     

产β-葡萄糖苷酶菌株的筛选与鉴定

β-葡萄糖苷酶是纤维素分解酶系中的重要组成部分,具有广泛的应用前景。以牛瘤胃为材料,筛选得到4株β-葡萄糖苷酶产生菌株,采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测定各菌株的β-葡萄糖苷酶酶活力,选取1株β-葡萄糖苷酶酶活力较高的菌株,结合16S rDNA序列分析方法对其进行分子生物学鉴定。结果表明:筛选到1株产β-葡萄糖苷酶活力为6.589U·mL~(-1)的菌株命名为TA1;经鉴定该菌株为液化沙雷菌属(Serratia liquefaciens)。研究结果对产β-葡萄糖苷酶的微生物资源获取具有一定的借鉴意义。     

高产β-葡聚糖酶菌株初步筛选与鉴定

利用B-葡聚糖酶能够降解含刚果红染料的高分子量大麦β-葡聚糖从而使培养基产生透明圈的特点,对采集的土样进行了分离纯化,得到一株高产B-葡聚糖酶的菌株并做了初步鉴定.结果表明,筛选到1株高产β-葡聚糖酶的菌株,命名为ZJ2132,其酶活可达142.36 U/mL.通过初步鉴定,该菌株为木霉属中的Trchodermasp....     

环氧基和氨基树脂固定化β-半乳糖苷酶的比较研究

固定化β-半乳糖苷酶具有易于分离、可重复使用等优点,在低聚半乳糖和低乳糖乳生产中具有重要应用。比较了两种固定化酶载体—环氧基树脂(EP)和氨基功能树脂(HA),固定化亮白曲霉来源β-半乳糖苷酶的效果。氨基功能载体酶固定化率为72.5%,固定化酶活力可达到145 U/g,而环氧基树脂酶固定化率为24%,固定化酶活力为24 U/g。两种固定化β-半乳糖苷酶的最适温度、最适pH与游离酶相同。但是氨基载体固定化酶的热稳定性明显高于游离酶及环氧基载体固定化酶,其在重复使用20次后,酶活力保持在60%左右。以300g/L的乳糖为起始浓度,通过该氨基载体固定化酶生产低聚半乳糖(GOS),最大产量为87 g/L。     

α-半乳糖苷酶产酶菌种的定向筛选及诱变选育

从土壤样品分离、实验室保藏菌种及引进菌种共200多个菌株中，经纸层析定向筛选，获得20株具有显著产α-半乳糖苷酶活性特性的菌株。进一步以R15^#菌株为出发菌株，经^60Co诱变处理，及紫外-亚硝基胍复合诱变，得到产廿半乳糖苷酶性能稳定、活力较高的变异菌株3个，其产酶活力达231U／g以上，平均比出发菌株提高190．9％。其中RM48^#菌株经连续传代7代，产酶性能未出现较大的变异，具有较好的遗传稳定性。该菌株经鉴定为黑曲霉变种（Aspergillus niger v．Tiegh）。     

凝结芽孢杆菌产β-半乳糖苷酶条件的优化

从土壤中筛选得到1株高产β-半乳糖苷酶的凝结芽孢杆菌,研究该菌产β-半乳糖苷酶的发酵条件。结果表明:产酶适宜的培养基配方为蔗糖10 g/L,麦芽糖5 g/L,可溶性淀粉5 g/L,酵母提取物6.7 g/L,胰蛋白胨13.3 g/L,KCl 1.5 g/L;产酶的最适发酵温度为45℃。培养48 h总酶活力达到7.1 U/mL,60 h胞外酶活力最高为3.0 U/mL。胞外酶的最适pH为6.0,最适温度65℃。该酶能够完全水解乳糖,可适用于无乳糖乳制品的生产。     

环境雌激素调控的β-半乳糖苷酶酵母细胞的建立

为建立环境雌激素的酵母评价体系,将人工合成的雌激素效应元件插入pMP206质粒的上游,并将该质粒转入人雌激素受体基因重组酵母细胞,使LacZ基因置于雌激素的调控之下,以构建可用于评价环境雌激素的酵母细胞。结果表明：经DNA测序发现pMP206／ERE-LacZ报告质粒DNA框架正确。对转化子进行PCR鉴定,发现有雌激素受体基因和pMP206／ERE-LacZ报告质粒的特异性条带,说明雌激素受体基因和受雌激素调控的LacZ报告基因已重组于酵母细胞。从而证明以LacZ为报告基因的环境雌激素酵母评价细胞重组成功。     

罗非鱼养殖系统中产淀粉酶菌株的筛选和鉴定

从罗非鱼养殖系统（水体、底泥和肠道）的优势菌中筛选到了15株产淀粉酶的菌株,其中9株具有较高的淀粉酶活力（>50.0U/mL）,分别为D17、D11、D38、D41、D45、D47、D51、D52和D55,D51 和D52的产淀粉酶活力最强,其最高酶活力分别可达267.86（±29.41）U/mL和190.52（±42.33）U/mL。对以上9株菌株进行16S rDNA鉴定,结果显示,菌株D17和D11为芽孢杆菌（Bacillus sp.）,菌株D45、D51、D41、D47和D52为微小杆菌（Exiguobacterium sp.）,菌株D55为气单孢菌（Aeromonas sp.）,菌株D38为节杆菌（Arthrobacter sp.）。     

苹果β-半乳糖苷酶对细胞壁多糖降解特性的研究

以苹果为试验材料,提取细胞壁结合型β-半乳糖苷酶,并通过羟磷灰石柱色谱法分离出4种β-半乳糖苷酶同工酶(GALase ～ ),研究β-半乳糖苷酶同工酶对阿拉伯半乳聚糖和Na2CO3-1、KOH-3、细胞壁残渣等细胞壁多糖组分的降解特性。结果表明:GALase 、 对细胞壁多糖具有较强的分解能力,而GALase 、 的分解能力微弱,说明β-半乳糖苷酶的GALase 、 与细胞壁多糖的降解以及果实的软化密切相关。     

苹果β-半乳糖苷酶同工酶的分离纯化与动力学性质

以苹果为试材,提取细胞壁结合型β 半乳糖苷酶,并通过羟磷灰石柱色谱法分离了4种β 半乳糖苷酶同工酶(GALaseⅠ、GALaseⅡ、GALaseⅢ和GALaseⅣ)。β 半乳糖苷酶同工酶对细胞壁多糖的降解结果表明,GALaseⅠ和GALaseⅡ对细胞壁多糖具有较强的降解能力,与苹果细胞壁多糖的降解以及果实的软化密切相关,而GALaseⅢ和GALaseⅣ的分解能力微弱;进一步采用高速液相色谱法以MonoQ、MonoS离子亲和层析柱、Superose12凝胶过滤柱使GALaseⅠ和GALaseⅡ得到纯化,SDS PAGE测定结果表明酶纯度达均一,并测得GALaseⅠ和GALaseⅡ的分子量分别是80kDa和78kDa,最适pH值分别为4 5和4 2,Km分别为2 47mmol/L和1 11mmol/L。     

黄蜀葵花器官中β-半乳糖苷酶的提取纯化和酶学特性研究

目的:从黄蜀葵花中提取并初步纯化β-半乳糖苷酶。方法:以总酶活为考察指标,通过正交试验确定该酶的最佳提取条件。以酶活力和蛋白质含量为考察指标,确定盐析法的硫酸铵饱和度。以ONPG为底物,研究该酶的最适反应pH、温度及温度稳定性。结果:从黄蜀葵花中提取β-半乳糖苷酶的最佳提取条件是以3倍量(V/W)磷酸盐缓冲液4℃提取12h。以30%和70%为盐析的最佳硫酸铵饱和度。β-半乳糖苷酶在55℃总酶活性最高,热稳定性较好,70℃以上时活性迅速下降。     

土壤中产壳聚糖酶菌株的筛选、鉴定及抑菌活性研究

采用透明圈法,通过大量筛选得到9株产壳聚糖酶的野生菌株,对其中产壳聚糖酶酶活最高的菌株BS-0409的菌株形态特征和生理生化特征及16S rDNA序列进行了测定分析,并对该菌的酶解产物壳寡糖进行了抑菌试验。结果表明,该菌株呈短杆状,革兰氏染色阴性,端生鞭毛。经16SrDNA序列分析表明,BS-0409菌株为巨大芽孢杆菌,该菌的酶解产物壳寡糖对17种植物病原真菌都有较强的抑制作用,抑制率为29.6%～100.0%。     

蜡梅α-半乳糖苷酶基因的克隆和表达分析

从蜡梅中克隆α-半乳糖苷酶基因,通过对其酶学性质及基因表达分析,为研究蜡梅的低温适应的分子机理提供参考.通过PCR扩增获得α-半乳糖苷酶基金(CpGAL),构建了该基因的原核表达载体pET28a-CpGAL并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中,诱导表达并分离纯化得到融合蛋白.利用SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR检测CpGAL基因在腊梅不同发育时期的表达差异.