基于宏基因组学壳聚糖酶挖掘研究

壳聚糖酶(EC3.2.1.132)可有效地将壳聚糖降解为活性良好和应用前景广泛的低分子壳聚糖或壳寡糖,但目前存在专一性强的壳聚糖酶发酵水平低、种类单一、应用性能较差等问题.本研究从虾蟹堆积场淤泥采样,采用宏基因组文库方法,从其Fosmid文库中筛选出壳聚糖酶基因ChiE.测序表明,ChiE由1 362 bp组成,编码453个氨基酸,预测分子量(Mr)为42×103左右.将ChiE与pET-28a(+)载体连接,转化大肠杆菌Escherichia coli Rosetta-gami(DE3)构建了壳聚糖酶重组菌.采用离子交换柱(DEAE Sepharose FF)和凝胶色谱柱(SuperdexTM 75)纯化目的蛋白.酶学性质结果显示,该酶最适作用温度70℃,最适pH 6.0,Li+、Sr2+、K+等离子对其具有一定激活作用,Fe3+、Pb2+、Fe2+等离子则具有不同程度的抑制.在最适作用条件下,该酶比酶活为2 158 U/mg.本研究表明,重组菌E.coli Rosetta-gami(DE3)/ChiE具有培养简便、酶发酵产量大等优点,结果可为利用基因工程菌生产壳聚糖酶奠定基础.图5表2参17     

冰川环境耐冷菌的冷适蛋白酶分离纯化及酶学性质

采用离交和凝胶层析对“中国冰川1号”耐冷菌BacilluscereusSYPA23所产的蛋白酶进行分离纯化,并进行酶学性质研究.与中温酶相比,该蛋白酶具有较高的低温催化活力,其最适催化温度为42℃,适宜pH为7.0～8.5,SDSPAGE测定的分子量(Mr)为34.2×103.金属离子Mn2 、Ca2 对该酶有激活作用,Cu2 、Hg2 、Pb2 、Co2 对其活性有一定抑制作用.该酶属金属蛋白酶,其活性受EDTA强烈抑制,不受PMSF抑制.该蛋白酶具有低温酶典型的热不稳定性,0℃下半衰期24h,但Ca2 和一些低分子醇类物质能提高其稳定性.动力学数据分析表明,该蛋白酶在低温下对底物亲和能力高,在较宽温度范围内(25～45℃)均保持着较高的催化效能.图7表3参17     

氮源及其添加模式对钝齿棒杆菌JDN28-75合成L-精氨酸的影响

氮源是微生物过量合成L-精氨酸的重要营养因子之一,不同氮源对钝齿棒杆菌JDN28-75合成L-精氨酸的影响研究结果表明,硫酸铵为合适的氮源.不同初始硫酸铵浓度对JDN28-75产L-精氨酸的影响研究结果表明,氮源浓度过高或不足,都会使最终L-精氨酸产量有所降低.低浓度的硫酸铵虽然有利于菌体生长,但对L-精氨酸的合成明显不利,同时糖酸转化率也较低;而高浓度的硫酸铵尽管不利于细胞的生长且造成发酵结束时残糖含量过高,却有利于细胞合成L-精氨酸且实际耗糖的糖酸转化率维持在一个较高的水平.初始硫酸铵浓度为60 g/L时,对JDN28-75菌体的生长有明显的抑制作用,最终发酵液中剩余的硫酸铵也较多(大于30 g/L),但高浓度的硫酸铵是L-精氨酸合成所必需的.在上述研究结果的基础上,确定了初始硫酸铵浓度为20 g/L条件下的补氮策略,比较了4种不同的硫酸铵补加模式对产L-精氨酸的影响,结果表明,在总的硫酸铵浓度相同的情况下,采取分批、低浓度添加氮源的方式既可以有效解除发酵前期高浓度硫酸铵对菌体生长的抑制作用,又可以有效维持发酵中后期体系中菌体合成L-精氨酸所需的较高比例的氮源.最后,在5 L全自动发酵罐中采用20 g/L的初始硫酸铵浓度,连续流加25%的氨水来控制发酵体系pH及补加氮源,L-精氨酸的产量可以达到31.7 g/L,较对照组的产酸量(26.0 g/L)提高了21.9%.图4表2参11     

不同培养温度对大曲微生物群落结构、酶活及挥发性化合物的影响

为分析不同发酵温度对大曲品质的影响,以同一批制曲原料进行中温和高温发酵,将两类成品大曲作为研究对象,全面比较微生物群落结构、酶活及挥发性化合物差异.利用高通量测序技术测定大曲细菌和真菌群落结构,并利用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱质谱(GC-MS)测定大曲挥发性化合物.结果表明,发酵温度对大曲细菌群落影响...