一株高产内切纤维素酶贝莱斯芽孢杆菌的产酶条件优化及酶学性质分析

试验旨在对一株杜仲树皮内生菌贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)的内切纤维素酶(CMCase)进行产酶条件优化及酶学性质分析,为探究贝莱斯芽孢杆菌CMCase的相关特性提供参考依据。采用单因子试验设计,分别优化pH、接种量、温度、时间、碳源和氮源等发酵条件,并探讨温度、pH、底物专一性、金属离子及表面活性剂对CMCase的影响。结果表明,以玉米秸秆为碳源(30 g/L)、豆粕为氮源(30 g/L)、3%接菌量、pH 7.0的条件下37℃培养48 h,贝莱斯芽孢杆菌157的CMCase最高可达(5.14±0.18) U/mL。经CMCase酶学性质分析发现,贝莱斯芽孢杆菌157的最适酶反应温度为60℃,最适pH为5.0;温度稳定性试验发现,在40和50℃时,相对剩余酶活力均高于80%,随着温度的升高,酶活力逐渐降低,当温度高于55℃,相对剩余酶活力约为50%;pH稳定性试验发现,在pH 5.0～10.0之间耐受性良好,相对剩余酶活力均高于90%,随作用时间的延长,相对剩余酶活力变化不大。贝莱斯芽孢杆菌157 CMCase属于典型内切型纤维素酶。Na~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)可促进贝莱斯芽孢杆菌157 CMCase酶活力,而Co~(2+)、Hg~(2+)、Fe~(2+)、Cu~(2+)和SDS抑制CMCase酶活力;表面活性剂Tween-80、Tween-20、Triton X-100对贝莱斯芽孢杆菌157 CMCase无影响。本试验通过对贝莱斯芽孢杆菌157进行产酶条件优化及CMCase酶学性质分析发现,贝莱斯芽孢杆菌157 CMCase具有产酶量高,耐受pH范围广的特点,在饲料添加剂、洗涤剂和造纸领域中具有一定的应用价值。     

产纤维素酶地衣芽孢杆菌的诱变选育及其产酶条件优化

为提高产纤维素酶地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)的产酶能力,本试验以前期分离的产纤维素酶地衣芽孢杆菌LY02作为出发菌株,通过紫外线对该菌株进行了诱变选育,筛选高产纤维素酶的突变株,并分别对其接种量、培养温度、培养时间、培养基初始pH和金属离子等产酶条件进行了优化。结果显示,经诱变选育后突变菌株的纤维素酶活力较出发菌株提高了34.31%。其最佳产酶培养条件为:接种量1.5%,培养温度37℃,培养时间24 h,培养基初始pH 5.0,K⁺和Ba²⁺对纤维素酶的产生有激活作用。本研究为进一步将高产纤维素酶的突变株开发为生产菌株提供了基础条件。     

贝莱斯芽孢杆菌产酶条件的探究

试验旨在探究贝莱斯芽孢杆菌产纤维素酶的最适条件.试验采用DNS法测定纤维素酶和滤纸酶活.结果 显示,接种量为8％时,纤维素酶和滤纸酶活性最高;在发酵时间72 h、温度45℃、环境pH值6.6条件下,纤维素酶活最高;以纤维二糖作为碳源营养时,纤维素酶的酶活性达最大值;在发酵时间48h、温度45℃、环境pH值5.4条件下,...     

高产中性蛋白酶芽孢杆菌的筛选鉴定及酶学性质研究

为了获得高产中性蛋白酶芽孢杆菌菌株，试验从不同环境样本中分离细菌并进行16S rDNA序列鉴定，利用酪蛋白琼脂培养基对产蛋白酶菌株进行初筛、福林酚法检测中性蛋白酶活性，结合形态学和分子生物学鉴定对高产中性蛋白酶芽孢杆菌菌株进行分类鉴定，通过对培养时间、温度和pH值的调节，研究该菌株的酶学性质。结果表明：成功筛选出1株贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)A1,该菌株具有较强产中性蛋白酶能力，中性蛋白酶活性为31.40 U/mL,所产中性蛋白酶的最适反应温度为50℃、最适pH值为7,在pH值=6～8时稳定性较好，对碱性环境有一定的耐受性，5.0 mmol/L的Ca²⁺和Mn²⁺对中性蛋白酶活性有显著促进作用(P<0.05),Zn²⁺和Fe²⁺对中性蛋白酶活性有抑制作用(P<0.05),Mg²⁺无明显作用。说明贝莱斯芽孢杆菌A1可以作为生产中性蛋白酶的备选菌株。     

枯草芽孢杆菌JNB001蛋白酶特性的研究

为了解枯草芽孢杆菌JNB001发酵所产蛋白酶的特性,试验以蛋白酶活力为指标,研究了pH、温度等因素对酶促反应的影响,并通过水解度考察了粗酶液对各种动物蛋白的酶解效果。结果表明,酶反应最适pH为8.0,温度为45 ℃;粗酶液在pH 5.5~9.0的范围内较稳定,过碱则不利于酶液的保存。在45 ℃下热稳定性良好,超过50 ℃保温10 min后残余酶活已不足60%;金属离子Ca²⁺和Mg²⁺、还原剂DTT、表面活性剂Tween-80等能大幅度提高酶活力。而Fe²⁺、Cu²⁺、金属螯合剂EDTA、变性剂SDS等物质则会抑制蛋白酶活性;酶促反应的K_m为6.43 mg/mL,V_max为47.39 μg/min;针对不同蛋白底物,酶促反应较适pH为 7.0~9.0,温度为40~50 ℃。该粗酶液具有水解猪毛、猪蹄甲、脱毛牛皮、明胶等硬蛋白类物质的能力。上述试验结果可为枯草芽孢杆菌JNB001在病死畜禽无害化生物处理体系等方面的工业应用提供参考。     

产纤维素酶芽孢杆菌的诱变和酶学性质研究

为提高芽孢杆菌产纤维素酶的活性,以实验室保存的产纤维素酶枯草芽孢杆菌作为出发菌株,利用紫外线对其进行诱变处理,采用刚果红染色法初筛和3,5-二硝基水杨酸法进行复筛,并对其酶学性质进行初步研究.结果表明:诱变后突变株的纤维素酶活力较出发菌株提高4.476倍.该纤维素酶的最适pH为6.0,且在pH 5.0～7.0酶活力较稳定;该酶的最适酶促反应温度为60 ℃,在无底物保护且水浴30 min的条件下,酶活力在30～65 ℃保持稳定;此外,金属离子K+和Ba2+对酶活力有激活作用,相对酶活分别为108.11％和105.43％,而金属离子Ca2+和Cu2+对酶活性有抑制作用,二者的相对酶活分别为93.80％和89.08 ％.     

蒙古马盲肠中纤维素分解菌的筛选、鉴定及酶学特性分析

为研究蒙古马耐粗饲料的优良特点,试验以蒙古马盲肠内容物为研究对象,旨在筛选、分离出高效的蒙古马源纤维素分解菌株,并对分离菌株进行鉴定和酶学特性分析。采用羧甲基纤维素平板法和摇瓶发酵法分离菌株并鉴定菌株类型。最后,通过测定纤维素酶活力分析菌株在不同pH、温度、碳源和氮源条件下的酶学特性。研究从蒙古马盲肠内容物中分离筛选到具有较高降解纤维素能力的解淀粉芽孢杆菌H3(Bacillus amyloliquefaciens H3)。菌株H3分泌纤维素酶的最适p H为4.8,在p H 3.0～8.0范围内,其酶活力相对稳定;在温度为65℃,酶活力最高,当温度为40～50℃时,该酶活力维持在80%左右,稳定性强。此外,H3发酵所需的最佳碳源为玉米粉,最佳氮源为2%的蛋白胨+酵母粉复合物(1:1),它具有相对较高的纤维素酶活力,有深入开发的潜力。     

产蛋白酶芽孢杆菌的筛选鉴定及酶学特性分析

为了分离筛选产蛋白酶芽孢杆菌,以开发新型饲料添加剂,本研究选取小鼠肠道内容物为样品,通过对样品进行预处理以及酪蛋白平板检测法分离筛选获得产蛋白酶芽孢杆菌,对该菌进行形态学和分子生物学鉴定并分析其生长规律、产酶规律以及所产蛋白酶的酶学特性。结果表明,经形态学和分子生物学鉴定该菌为特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis),其所产蛋白酶的最适反应条件为50℃,pH=8.0,具有一定的高温耐受性,在弱酸、中性和弱碱性条件下表现出一定的稳定性,Ca²⁺和Mn²⁺能够显著提高酶活(P<0.05),Zn²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺和EDTA、尿素溶液对蛋白酶活力具有显著抑制作用(P<0.05),培养至16 h菌体量达到最大值,发酵22 h上清液中的蛋白酶活力达到最高值(57.77 U/mL)。该芽孢杆菌的成功筛选分离以及其所产蛋白酶的分析研究,为新型饲料添加剂的开发利用提供了物质基础。     

梅花鹿瘤胃纤维素降解菌的分离鉴定及其酶活力测定

为获得来源于梅花鹿瘤胃的高效纤维素降解菌，本试验采集了3锯龄健康梅花鹿的新鲜瘤胃液，用羧甲基纤维素钠（CMC-Na）培养基分离筛选纤维素降解菌，综合其形态学、生理生化特征和16S rDNA基因测序等对分离菌株进行分类学鉴定，利用DNS法对菌株的产纤维素酶条件进行初步研究，并探讨以不同物质为底物时的纤维素酶酶学特性，为后期菌株的应用提供理论数据。结果显示，本试验从梅花鹿瘤胃液中分离的菌株N-11是一株高效纤维素降解菌，经鉴定为蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）。产酶性质研究结果表明，该菌株产纤维素酶活力在30~45℃（最适温度为40℃），pH为6.0~7.0（最适pH 6.0），碳源含量为2%~5%（最佳接种量5%）较高；培养36 h时达到产酶高峰，纤维素酶酶活力（CMCA）和滤纸酶酶活力（FPA）分别为12.563、12.414 U/mL，在20~50℃或pH 6.0~8.0环境下作用1 h，其相对酶活力均保持在80%以上，稳定性较好。以上结果表明，蜡样芽孢杆菌N-11具有较高的纤维素酶活力，在纤维素利用方面具有较高的应用价值。     

饲用细菌纤维素酶的发酵条件优化与性质研究

对从四川卧龙中国保护大熊猫研究中心提供的野外放归大熊猫“祥祥”的粪样中分离到的产纤维素酶菌株JF-1116进行摇瓶产酶培养。试验结果表明,以0.5%羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为碳源,1%蛋白胨为氮源,3%麸皮为添加物,在28℃,20%装液量,摇床振荡培养24h后,其发酵液滤纸酶活(FPA)可达111.5U/mL。通过对其粗酶液的性质进行测定,该菌所产纤维素酶粗酶液中的FPA、CMCase和β-葡萄糖苷酶的最适产酶温度分别为50、50、55℃。其中CMCase在pH值4.2～5.4酶活较高,其最适反应pH值为4.8,经50℃处理1h后,可保持原活力的93.5%。     

Study on Protease Properties of Bacillus subtilis JNB001

This experiment was aimed to study the protease properties produced by Bacillus subtilis JNB001 via the index of protease activity to investigate the effects of pH,temperature and other factors on the enzymatic reaction,and the ability of the crude enzyme solution to hydrolyze various animal protein was measured by the degree of hydrolysis.The results showed that the most suitable pH of reaction was 8.0 and the temperature was 45 ℃.The crude enzyme solution in the range of pH 5.5 to 9.0 was relatively stable,while it was not suitable for the preservation of the enzyme solution when pH was over 9.0.At 45 ℃ it had good thermal stability when exceed 50 ℃ for 10 min, the residual activity had been less than 60%.Metal ions such as Ca²⁺ and Mg²⁺,reducing agent like DTT,surfactant as Tween-80,etc.could greatly improve the enzyme activity.On the opposite,Fe²⁺ and Cu²⁺ as well as other ions,metal chelator EDTA,denaturant SDS and other materials could inhibit the protease activity.The K_m was 6.43 mg/mL,and V_max was 47.39 μg/min.It had a range of reaction pH from 7.0 to 9.0 and temperature from 40 to 50 ℃ in the situation for different protein substrates.The crude enzyme solution could hydrolyze pig hair,pig nail,hair removal of cowhide,gelatin and other hard protein substances.The results provided the strong date support for the Bacillus subtilis JNB001 which could be used in dead livestock harmless biological treatment system and other aspects of industrial applications.     

贝莱斯芽孢杆菌的内切葡聚糖酶基因的克隆、表达及其酶学性质分析

本实验利用PCR方法扩增1株贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)源的内切葡聚糖酶基因(CMCase),插入到p ET32a(+)中构建重组表达大肠杆菌系统,对重组内切葡聚糖酶基因进行生物信息学分析以及酶学性质研究。结果表明:内切葡聚糖酶由499个氨基酸组成,预测分子量为55.02 ku,最大开放阅读框ORF约为1 500 bp。经诱导表达优化后,培养上清中可检测到内切葡聚糖酶酶活力为5.81 IU/mL,菌体中为1.61 IU/mL,诱导后原菌液直接超声破碎处理可达7.41 IU/mL,其酶活力为野生菌株的2.3倍。重组内切葡聚糖酶具有典型内切纤维素酶的特征,其最适酶反应温度和pH分别为50℃和6,在60℃条件下放置1 h相对剩余酶活力可保持在70%以上,在pH 6～10范围内可保持90%以上。Na~+、Mg~(2+)可以促进重组内切葡聚糖酶酶活力,而Co~(2+)、Hg~(2+)、Fe~(2+)等金属离子以及表面活性剂SDS则具有较强的抑制作用。由此可见,本实验在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达了内切葡聚糖酶,且该酶主要进行分泌表达,具有一定的耐热性和良好的pH稳定性。     

莆田黑猪精液中NAGase酶学特性研究

试验对以莆田黑猪精液为材料分离纯化得到的N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAGase)进行了理化特性研究。经硫酸铵分级沉淀、DEAE Sepharose Fast Flow离子交换层析和Sephadex G100分子筛层析获得PAGE电泳纯化的NAGase酶制剂。以对硝基苯-N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷(pNP-GlcNAc)为底物,研究酶催化水解的相关性质。分离纯化获得的酶制剂比活力为1561.42 U/mg,分子质量为58 ku,只有1个亚基,等电点pI为9.13。酶的最适pH为5.6,最适温度为45 ℃,酶在pH 3.6～7.8之间稳定,当pH>8时迅速失活,在50 ℃以下处理30 min酶活力保存稳定,高于50 ℃时,酶活力迅速降低。酶促反应动力学符合米氏双曲线方程,米氏常数K_m为0.82 mmol/L,最大反应速度V_m为39.23 μmol/(L·min)。催化pNP-GlcNAc反应的活化能为27.30 kJ/mol。金属离子中Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺对酶活力无明显影响,Zn²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺对酶有抑制作用。     

Mutation Breeding and Optimization of Enzyme-producing Condition of Bacillus lichenniformis Producing Cellulase

In order to improve the ability of producing cellulase of Bacillus lichenniformis, the mutational strain was screened after Bacillus lichenniformis LY02 was induced by UV.Then the best optimal enzyme-producing condition, inoculum size, temperature, incubation time, initial pH and metal ions were studied.The results showed that the cellulase activity of mutated strain was increased by 34.31%.And the best optimal ferment conditions were as follows:Inoculation concentration was 1.5%, cultivated temperature was 37℃, ferment time was 24 h, initial pH of medium was 5.0, and K⁺ and Ba²⁺ could promote the cellulase producing.These results were contributed to develop the strain to be applied in practice.     

In vitro Evaluation of Feed Enzyme Compound Produced by Aspergillus sulphureus in Solid-state Fermentation

Three trials were conducted to analyze a multi-enzyme compound produced by Aspergillus sulphureus in solid-state fermentation (SSF) as a potential feed additive.The results of the first trial showed that there were at least 5 non-starch polysaccharide enzymes:xylanase,β-glucanase,pectinase,mannase and carboxy methyl cellulase (CMCase) contained in the compound.Xylanase and β-glucanase showed good activities at pH 2.5-7.0,which were in the range of 649-1046 U/g and 444-648 U/g,respectively.Pectinase showed good activity in acidic solution (pH 2.5-3.0),which ranged from 195 to 917 U/g.Mannase showed high activity of 235-298 U/g at pH 3.5-4.5 and the activity of CMCase was relatively constant at pH 2.5-7.0,which was in the range of 38.2-78.6 U/g.The second trial was aimed to test the stability of the enzymes in gastric liquor (pH 2.6) of finishing pigs and Na2HPO4-gastric liquor (pH 5.5).After 6 h incubation at 40℃ in gastric liquor,the retained activity of xylanase,β-glucanase,pectinase,mannase and CMCase was 26.3%,65.0%,71.0%,74.8% and 85.6%,respectively.While after 6 h incubation at 40℃ in Na2HPO4-gastric liquor,the retained activity of xylanase,β-glucanase,pectinase,mannase and CMCase was 87.9%,91.1%,92.3%,95.0%,and 97.5%,respectively.The third trial was carried out in a jejunum liquor (pH 5.8,200 mL),which contained 0.2 g of the multi-enzyme compound and 10 g of soybean hull or wheat bran,respectively.After 8 h incubation at 40℃,18.7% of soybean hull and 20.1% of wheat bran could be degraded to soluble saccharide,respectively.Compared with the traditional methods for feed enzyme testing which involve feeding animals for 1-3 months,enzyme assay in this way was relatively convenient.     

B .methylotrophicus SWU6菌株产纤维素酶发酵条件的优化?

前期从自然界土壤中分离筛选到一株纤维素酶产生菌 Bacillus methylotrophicus SWU6菌株,为提高该菌株发酵产酶能力,本研究采用3,5二硝基水杨酸显色法(DNS)对该菌株产酶所需碳源、氮源、温度、pH 值、装瓶量、接种量等发酵条件进行优化,并比较优化前后等量发酵上清液中 CMCase 酶活大小。结果表明：SWU6菌株产纤维素酶的最适碳源为淀粉,最适氮源为牛肉膏,最适培养温度为50℃,培养基最适初始 pH 值为5.0,最适装瓶量为20%,最适接种量为2%;在最优发酵产酶条件下,SWU6菌株发酵上清液中的 CMCase 酶活达到454.69 U/mL,明显高于优化前利用基础培养基发酵所产的 CMCase 酶活,且酶活提高约3倍。通过发酵条件优化后,SWU6菌株单位体积发酵液显示出了更强的纤维素酶活性。     

不同施肥处理对高寒矿区渣山改良土酶活性和理化性质的影响

本试验以青海木里江仓矿区渣山表层基质作为研究对象，采用有机肥、硫酸亚铁配施的双因素试验设计方法，探讨了渣土中碱性磷酸酶、脱氢酶、蛋白酶、脲酶、纤维素酶、过氧化氢酶活性的变化特征，旨在为高寒矿区渣山土壤和植被恢复提供理论参考。结果表明：施用有机肥2 kg·m^-2能显著提高土壤酶活性，尤其是蛋白酶、脲酶、纤维素酶活性；施用有机肥3 kg·m^-2和硫酸亚铁100 g·m^-2能显著增加改良土中的碱解氮、速效磷、有机质含量（P<0.05）；由RDA分析结果可知，渣山改良土壤中全氮、有机质含量、pH、容重是影响渣山表层土壤酶活性的环境因子，有机质含量和土壤容重呈正相关关系，pH和土壤含水量呈正相关关系。以上结果表明，在高寒矿区渣山土壤改良中，施用2 kg·m^-2左右的有机肥即可使煤矿区渣山改良土养分含量和酶活性增加。     

产β-甘露聚糖酶内生菌的筛选、鉴定及酶学性质研究

试验从萌发的花魔芋实生种子中筛选出一株产β-甘露聚糖酶的内生菌,对该菌株进行鉴定并研究所产β-甘露聚糖酶的酶学性质。采用透明圈法初筛,DNS法测酶活力,摇瓶发酵复筛获得产酶最高的菌株,利用16S rDNA序列分析对该菌株进行鉴定并对所产酶的基本酶学性质进行研究。结果显示,该高产β-甘露聚糖酶的内生菌株与路德维希肠杆菌（Enterobacter ludwigii）同源性达99%。所产β-甘露聚糖酶的最适温度为60℃,在30~50℃条件下较稳定;最适pH为6.0,在pH 4.0~9.0的条件下较稳定;Zn²⁺（117.84%）、EDTA（115.80%）、Cu²⁺（113.76%）对β-甘露聚糖酶有较强的激活作用,Mn²⁺（22.02%）对其有强烈的抑制作用;以魔芋粉为底物时,Km值为26.65 mg/mL。该菌摇瓶发酵72 h后,β-甘露聚糖酶酶活力达9.48 U/mL,具有良好的酶学性质,在动物饲料工业中具有广阔的应用前景。