木聚糖酶在硫酸盐木浆辅助漂白中的应用研究

结合某木浆厂的实际运行数据,对采用木聚糖酶辅助漂白前后的木浆质量、主要物料消耗量及产生废水的污染物指标进行了详细分析.结果表明,在工艺运行参数不变条件下,使用木聚糖酶辅助漂白能够显著提高生产纸浆质量等级,降低原木、二氧化氯和能源消耗量,减轻漂后废水的污染负荷,对于降低纸浆生产成本,保护水环境具有重要意义.     

木聚糖酶基因xynB在不同大肠杆菌表达系统中的表达比较

从黑曲霉(Aspergillus niger)nl-1中克隆获得木聚糖酶基因xynB.该基因全长745 bp,含有67 bp内含子,与公布的黑曲霉xynB基因有较高的同源性.将PCR扩增的木聚糖酶成熟肽基因和含有信号肽的基因分别连接到表达载体肠杆菌Top10 F’、DH10B和两种BL21宿主中获得重组菌株.通过IPTG诱导,xynB基因在重组菌株中获得特异性表达.表达产物以胞内可溶性蛋白和不溶性包涵体形式存在.诱导4 h,重组菌株pTrc-99a-xynB[BL21 condon plus(DE3)]表达量最高,胞内酶活达到299 IU/L.重组质粒pTrc-99a-xyn B(S)在不同宿主胞内和胞外均能分泌目的蛋白,诱导10 h,胞外酶活pTrc-99a-xynB(S)[BL21 condon plus(DE3)]达到347 IU/L.而pET-20b-xynB(S)在两种BL21宿主中均不表达.经SDS-PAGE分析,以pTrc-99a和pET-20b作为表达载体时,重组蛋白相对分子质量分别约为45×103和30×103.与pET-20b相比,pTrc-99a以及自身信号肽的引导更有利于重组木聚糖酶的表达.     

黑曲霉耐热木聚糖酶XYNB在毕赤酵母中的高效表达

高比活木聚糖酶的高效表达是进一步提高木聚糖酶发酵效价、降低生产成本的有效途径.将黑曲霉木聚糖酶基因XynB(不含信号肽)克隆到分泌型表达载体pPIC9K上,线性化后电击转化巴斯德毕赤酵母GS115,G418和PCR鉴定的阳性转化子经0.5%甲醇、在28℃诱导表达.SDS-PAGE分析表明,该蛋白相对分子质量为20×103左右.优化的诱导表达条件为,每隔12 h添加0.5%的甲醇,发酵5 d后,比活达4 757 U/mg;其最适温度为55℃,最适pH为5.0,80℃处理30min后仍有74%的残余酶活.     

短小芽孢杆菌A—30耐碱性木聚糖酶基因的分子生物学研究

采用PCR方法对短小芽孢杆菌A－30菌株的耐碱性木聚糖酶基因进行克隆。在木聚糖选择平板上用刚果红染色法筛选出阳性克隆，提取阳性克隆的重组质粒进行酶切鉴定和测序。该基因在大肠杆菌中表达，过夜培养物胞外、胞内和周质空间的木聚糖酶酶活分别为0．159IUmL^-1、0.322IUmL^-1和0.007IUmL^-1。此木聚糖酶表现出较宽的pH作用范围，最适作用pH7左右，在pH9时仍有60％以上的酶活性。图4参14     

碱性β-聚糖酶产生菌选育及产酶条件优化

从碱性土样中分离到数十株产碱性β聚糖酶类的细菌,经摇瓶反复筛选后,得到一株碱性β聚糖酶产量较高的耐碱性细菌．经初步鉴定,属短小芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｕｓｐｕｍｉｌｕｓ）．其纤维素酶作用的最适ｐＨ为７．６,最适θ为６０℃,木聚糖酶的作用最适ｐＨ为９．０,最适θ为５５℃．该菌的最适生长ｐＨ为８．０,最适产酶θ为２８～３２℃．木聚糖与山梨糖分别是木聚糖酶和纤维素酶的良好诱导物．以麸皮为碳源,产酶的最适浓度为５％．添加尿素和（ＮＨ４）２ＳＯ４为氮源可提高纤维素酶酶活２倍,木聚糖酶酶活１倍．发酵周期为６０ｈ,纤维素酶酶活最高可达１．２１ＩＵｍＬ－１,木聚糖酶酶活可达４３ＩＵｍＬ－１．     

产木聚糖酶嗜碱细菌的筛选及产酶条件研究

利用透明圈法筛选到一株产木聚糖酶的嗜碱芽孢杆菌NT 9,该菌株产木聚糖酶为组成型。正交设计实验结果表明 ,合适的产酶条件为 :木糖 15 .0g/L ,硫酸铵 2 .5 g/L ,Tween 80 2 0 g/L ,K2 HPO4 1.0g/L ,MgSO4 ·7H2 O 0 .2g/L ,pH值 10 .0 ,3 7℃ ,2 0 0r/min ,振荡培养 72h。其木聚糖酶活力可达到 6.3 6IU/mL。     

假单孢菌碱性木聚糖酶分子活性部位的研究

应用多种化学修饰剂对假单孢菌G6－2产生的碱性木聚糖酶A（XynA)进行了修饰。结果表明，作用于色氨酸和谷氨酸（和／或天冬氨酸（的试剂NBS（N－Bromosuccinimide)和WRK（N－Ethyl-5-phenylisoxazolium-3-sulfonate)可分别使酶活明显降低，百作用与丝氨酸，精氨酸，酪氨酸的试剂对酶活无明显影响。XynA的化学修饰动力学分析表明，每个酶分子中有1个色氨酸残基和1个谷氨酸（或天冬氨酸）残基对酶的活性特别重要。NBS的滴定结果表明，木聚糖的加入使可使1个色氨酸残基被保护，木聚糖对NBS的荧光猝来有22％的保护作用。0．2％的燕麦木聚糖可可阻止NBS树XynA的修饰作用；而即使2％的木聚糖也不能阻止WRK的灭活作用，NBS可使XynA的Km增大4倍，而RK可使其Vmax降低三分之二。这些结果表明，色氨酸和谷氨酸（或天冬氨酸（残基位于XynA的活性部位，且前者位于XynA的底物结合中心，后者位于酶的催化中心；图6表1参14     

海栖热袍菌极耐高温木聚糖酶B的化学修饰和活性中心

分别用NBS、DTNB、Phenylgloxal、PMSF、WRK等对海栖热袍菌极耐高温木聚糖酶B进行化学修饰．结果表明，酶蛋白分子上的色氨酸和谷氨酸(或天冬氨酸)残基是维持酶活性的必需基团．半胱氨酸、精氨酸、丝氨酸及组氨酸残基均不处于酶活性中心．而修饰酶热稳定性测定结果是，羧基对稳定性起重要作用．通过测定修饰酶的假一级常数，得到一个色氨酸残基和一个谷氨酸(或天冬氨酸)残基为极耐高温木聚糖酶B所必需．在加入少量底物后，极耐高温木聚糖酶B的最大荧光发射峰从天然状态下的336am处红移至345am，且峰强度下降．这表明色氨酸残基位于酶蛋白表面．图7表2参18     

嗜热脂肪土芽孢杆菌木聚糖酶基因的合成及其在大肠杆菌中的表达

来自嗜热脂肪土芽孢杆菌的木聚糖内切酶XT6在工业上有着重要的应用,已经成功应用于工业规模的生产试验.本文作者在合成XT6基因全序列的同时对其密码子进行了优化,且构建重组质粒在大肠杆菌中高表达.通过优化表达条件,功能正常的XT6基因在大肠杆菌中成功过量表达,蛋白表达量占细胞中总蛋白的65%.重组表达的木聚糖内切酶XT6特性和天然酶相似,以桦木木聚糖为底物测定细胞提取物中木聚糖酶活性,最大活性高达3 030 U/mL.本文首次报道了来自嗜热脂肪土芽孢杆菌中木聚糖酶基因全序列的合成和在大肠杆菌中成功过量表达.图6表1参19