宇佐美曲霉木聚糖酶(xynⅡ)基因在大肠杆菌中的表达

根据宇佐美曲霉(Aspergill ususamii)E001菌株木聚糖酶xynⅡcDNA序列(GenBank登录号为DQ114485),合成1对引物(含EcoRⅠ和SalⅠ酶切位点),以重组质粒pUCm-T-xynⅡ为模板,扩增得到编码xynⅡ成熟肽的cDNA片段(555bp)。将其与表达质粒pET-28a连接,构建重组表达质粒pET-28a-xynⅡ,并转化大肠杆菌(Escherichia.coli)BL21-CodonPlus(DE3)-RIL,获得重组工程菌BL21xynⅡ。经IPTG诱导表达,木聚糖酶的比酶活力最高可达35.6Umg。最后采用金属Ni2 螯和层析柱对所表达的木聚糖酶进行纯化,获得电泳纯的木聚糖酶。重组表达的木聚糖酶最适温度为45℃,最适pH4.6。     

木聚糖酶的分离纯化及性质研究

采用硫酸铵盐析、Phenyl—Sepharose CL-4B疏水层析、Sephadex G-50凝胶层析和DEAE- Sepharose fast flow阴离子交换层析等分离技术,从宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)固态培养物浸出液中分离出一种SDS—PAGE电泳纯木聚糖酶组分,其最终的收率为19．0％,纯化倍数为26．9。该木聚糖酶的相对分子质量20．7 ku,等电点pl5．0,含糖量0．42％;该酶的最适作用温度为50 C,在50 C以下较稳定;最适作用pH 5．0,在pH 5．5～9．0时较稳定;Ca2+对该酶活性有一定的激活作用,而Pb2+,Sn2+,Cu2+,Al3+则有较强的抑制作用。以桦木木聚糖为底物,测得该酶的Km值和Vmax分别为3．5 mg／mL和5000 μmol／(min·mg)。     

宇佐美曲霉木聚糖酶基因在大肠杆菌中的表达

在已知宇佐美曲霉E001菌株木聚糖酶Xyn II cDNA序列（Genbank登录号为DQ114485）的基础上，合成1对引物（含 EcoR I和Sal I酶切位点），以重组质粒pUCm-T-xyn II为模板，扩增得到编码Xyn II成熟肽的cDNA片段（555 bp）。将其与表达质粒pET-28a连接，构建了重组表达质粒pET-28a-xyn II，转化E. coli BL21-CodonPlus(DE3)-RIL，获得重组工程菌B21/xyn II。经IPTG诱导表达，木聚糖酶的比酶活力最高可达35.6 U/mg。最后采用金属Ni2+螯和层析柱对所表达的木聚糖酶进行纯化，达到了电泳纯。重组表达的木聚糖酶最适温度为45℃，最适pH值为4.6。     

木聚糖酶基因xyn I的克隆和序列分析

以宇佐美曲霉E001总RNA为模板,采用RT-PCR等技术扩增了木聚糖酶基因(xynI)的cDNA全序列(GenBank登录号DQ302412)。该cDNA全长881 bp,其中5′和3′端非编码区分别为97和106 bp,信号肽编码区111 bp,成熟肽编码区567 bp编码188个氨基酸组成的木聚糖酶Xyn I。以E001基因组DNA为模板,采用单侧PCR等技术扩增了xynI的DNA全序列(GenBank登录号DQ302413)。该DNA全长1 098 bp,含启动子序列、内含子和外显子等核苷酸序列。将xynI cDNA所推导的Xyn I一级结构与GenBank中报道的其它相关序列进行了同源性比较。结果表明,E001 Xyn I是一种新的木聚糖酶,且具有第G/11家族木聚糖酶的共同特征。     

木聚糖酶固态发酵培养基的优化

采用单因素试验和正交试验对宇佐美曲霉(Aspergillususamii)YW-38菌株产木聚糖酶的固态发酵工艺条件进行了研究。结果表明,三角瓶优化培养基及发酵条件为:250mL三角瓶装8.0g基料(m(麸皮)∶m(玉米芯)=3.5∶4.5),NH4NO310g/kg,Tween-803g/kg,KH2PO43.0g/kg,CaCl21.0g/kg,MgSO4·7H2O1.0g/kg(均相对于基料),基料与自来水的质量比为1∶1.3~1∶1.4,pH自然;于29℃培养72h,期间翻曲2次,此工艺条件下最高比酶活力为8752IU/g。曲盘发酵工艺条件为:基料与自来水的质量比1∶1.8,其余成分同三角瓶优化培养基,29℃培养68h,比酶活力可达8761IU/g。     

宇佐美曲霉E001菌株Xyn Ⅱ基因的克隆和融合表达

以宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)E001株基因组DNA为模板,PCR扩增了编码木聚糖酶Ⅱ(Xyla-nases,XynⅡ)成熟肽的DNA片段。构建重组克隆质粒pUCm-T-XynⅡ,并以其为摸板,PCR扩增XynⅡ成熟肽的cDNA片段(555 bp),连接于表达质粒pGEX-5X-3的BamHⅠ和EcoRⅠ酶切位点间,构建重组表达质粒pGEX-5X-3-XynⅡ,转化E.coliBL21(DE3),IPTG诱导表达,并对表达产物进行检测。结果表明,XynⅡDNA中存在1个内含子,长度为51 bp;融合蛋白GST-XynⅡ主要以包涵体形式存在,相对分子质量约为50 ku,IPTG诱导1,3和5 h融合蛋白GST-XynⅡ的表达量分别约占菌体总蛋白量的12.6%,25.3%和32.1%。表明宇佐美曲霉E001菌株XynⅡ基因融合表达成功。     

酸性β-甘露聚糖酶的固态发酵工艺研究

在对黑曲霉WM20-11产酸性β-甘露聚糖酶的培养基组分和培养条件单因素研究的基础上,设计了Plackett-Burman试验选取主要影响因素,并进行响应面分析。结果表明,黑曲霉WM20-11产酸性β-甘露聚糖酶的最适培养基和发酵条件为:水11.7mL,麸皮9.0g,豆饼粉1.0g,魔芋粉0.98g,玉米浆0.375mL,(NH4)2SO412.5g/kg,CaCl21.0g/kg,MgSO41.0g/kg,KH2PO42.5g/kg(相对于固体料),自然pH;28℃固体静置培养96h,期间翻曲2~3次。在此条件下,菌株产酶活性可达1337IU/g干曲。     

用玉米芯酸酶法制备低聚木糖的研究

研究了采用酸酶法水解玉米芯中的木聚糖制备低聚木糖的工艺条件.玉米芯预处理工艺:用60 ℃水浸泡玉米芯12 h,过滤,保留滤渣.玉米芯酸预水解条件:按固液比1∶6加入2.0 g/L的稀硫酸液,120 ℃预水解60 min,溶出总糖量15.01%,平均聚合度2.16.酶水解条件:pH值4.8,加酶量40 IU/g玉米芯,50 ℃水解4 h,溶出总糖量20.32%,平均聚合度1.74,玉米芯酸酶水解液中低聚木糖的相对含量达到62.37%.     

饲用复合酶固体发酵工业化生产

宇佐美曲霉YW-38是一株高产饲用复合酶的生产菌株。在20m3自动固体发酵罐内32～35℃间断通风发酵64h,YW-38产酸性蛋白酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶、β-甘露聚糖酶、果胶酶和淀粉酶等复合酶系,其中:酸性蛋白酶和木聚糖酶活力分别为15200和1200U/g。本试验研究了YW-38菌株的工业化生产的最佳培养基配方和发酵工艺条件。发酵培养基组成为:麸皮800kg,豆饼粉200kg,(NH4)2SO420kg,KH2PO45kg,水分55%～58%,pH值6.2～6.5,发酵过程中补加2次无菌水,每次200kg。