Glutamine synthetase and protease enzyme activities and growth response of ruminal bacterium Prevotella ruminicola strain B14 to nitrogen source and concentration

Abstract

The objective of this study was to determine the effects of varying nitrogen sources and concentrations upon glutamine synthetase and protease activities in Prevotella ruminicola strain B₁4. Based on growth response it appears that ammonium chloride or pepticase limited P. ruminicola becomes nitrogen limited when nitrogen concentration is at 0.5 mM. However, when casein was provided as the sole source of nitrogen P. ruminicola becomes nitrogen limited at 2.5 mM. Glutamine synthetase activity was measured from mid‐log phase cells grown in either nitrogen‐limited or non‐limited conditions. No activity was detectable in the non‐limited treatments. However, in the N‐ limited treatments, pepticase had the highest activity (20.76 units), followed by ammonium chloride (18.72 units) and casein (14.42 units). Protease activity assays indicated that nitrogen‐limited cultures had higher proteolytic activity than non‐limited cultures. Moreover, these activities appeared to follow the same response pattern as the previously observed glutamine synthetase activities. The results of this study indicate that P. ruminicola strain B, 4 protease activity may be influenced by nitrogen concentration such that activity increases when nitrogen availability decreases.     

皮革废物铬革屑的微生物学处理研究Ⅱ:降解革屑微生物的发酵条件及其蛋白酶的降解研究

在以皮胶原为碳、氮源时其最适产酶条件为ｐ Ｈ７ ,３０ ℃,高产酶时间为４ ｄ ．经 Ｃａ（ Ｏ Ｈ）２ 预处理革屑不能有效促进该菌对革屑的降解,但可使大部分 Ｃｒ３ ＋ 沉淀而除去．经该株蛋白酶的粗提及性质实验,确定酶的最适反应条件为４０ Ｃ、ｐ Ｈ７ ．０ ～８ ．０ , Ｃｒ３ ＋ 对酶有轻度的抑制作用,以２ ．２６ ％ 的粗酶作用于革屑,水解率达５０ ％ 以上     

大豆胰蛋白酶抑制剂对斜纹夜蛾生长发育的影响

以广食性害虫斜纹夜蛾（Prodenia litura Fabriciu）为研究对象,连续6代自二龄或三龄开始用含有大豆胰蛋白酶抑制剂（soybean trypsin inhibitor,SBTI）的人工饲料饲养幼虫,饲养至乳化时分别测定SBTI对斜纹夜蛾幼虫体质量、发育历期和蛹质量的影响。结果表明,SBTI显著抑制幼虫体质量的增长,使幼虫发育延缓,连续饲养6代,与对照相比,对2龄、3龄SBTI处理的幼虫体质量的抑制率分别从60%降至21%、49%降至17%;SBTI显著抑制斜纹夜蛾的蛹质量,使蛹质量减轻,连续饲养6代,与对照相比,对2龄、3龄SBTI处理的幼虫其蛹质量的抑制率分别从37%降至4%、16%降至2%;SBTI延迟幼虫的生长发育,使得世代历期延长;而且SBTI对低龄幼虫的抑制作用更加显著。随着继代代数的增加,SBTI对幼虫体质量的抑制作用减小,体质量增长加快,幼虫发育期缩短;SBTI对蛹质量的抑制作用减弱,蛹质量增加,斜纹夜蛾世代历期缩短。研究结果说明斜纹夜蛾可以通过调节自身的生长发育过程,提高幼虫适应SBTI的能力,逐步缓解SBTI的抑制作用。     

白腐真菌发酵中胞外蛋白酶对MnP的产生及其稳定性的影响

在摇瓶试验中通过投加4种对应不同蛋白酶的抑制剂,研究了白腐真菌 Phanerochaete chrysosporium 固定化发酵过程中所产的胞外蛋白酶对其MnP的产生以及稳定性的影响.在培养1d后投加 Pepstatin A 可使MnP峰值提高且提前1d出现,而投加PMSF、EDTA后MnP峰值出现时间不变但峰值皆下降;培养4d后投加 PMSF 和Pepstatin A可使MnP酶活提高且稳定性增强;培养过程中投加 HgCl2 均会抑制菌体生长,使 MnP酶活水平较低.在培养1d后直接补人初级蛋白酶浓缩液.MnP 峰值酶活稍有提高.且第3d补入初级蛋白酶浓缩液会使MnP提前1d出现.在离体条件下,EDTA 和 HgCl2均可抑制MnP酶活;初级蛋白酶和次级蛋白酶均会导致MnP不稳定,但投加 PMSF 和 Pepstatin A 后,MnP稳定性增强.以上结果表明,在培养过程中初级蛋白酶部分组分对MnP的产生过程具有促进作用;初级蛋白酶和次级蛋白酶会导致离体MnP迅速失活,且证实其中2种组分--丝氨酸蛋白酶和天冬氨酸蛋白酶--可导致离体MnP不稳定.     

不同酶强化污泥为燃料微生物燃料电池特性对比分析

采用单室无膜悬浮阴极微生物燃料电池(MFC),对比分析了蛋白酶和淀粉酶强化剩余污泥为燃料的MFC(ESMFC)产电特性、酶特性和污泥减量化效果。研究表明,投加蛋白酶的ESMFC最大功率密度比对照组增加106.2%,投加淀粉酶时ESMFC最大功率密度比对照组增加48%。蛋白酶作用主要体现在投加后的前12小时,而淀粉酶作用时间则较长,为投加后的前144小时,但在运行前期,由于高温作用,导致系统内的酶活性较强,投加的淀粉酶作用则不明显。投加蛋白酶的系统内TCOD、TSS和VSS去除率分别为82%、65%和85%,而投加淀粉酶的系统内TCOD、TSS和VSS去除率分别达到86%、67%和88%。此研究对于ESMFC中外加酶的选择具有一定意义。     

超声波预处理提高污泥好氧消化性能研究

为评价超声波预处理对提高污泥生物消化的作用,采用超声波预处理与好氧消化衔接,测试了污泥消化的溶解性有机物(SCOD)、TSS及蛋白酶变化过程.结果表明,污泥超声波预处理效果较好的能量密度与时间分别为12 kW/L和10 min,此时有机物释放与能量输入之比较优;在此条件下,经预处理后的污泥好氧消化性能明显比未处理的高.消化时间为10.5 d时,经超声波预处理的污泥TSS减量42.7%,而未处理的污泥仅减量20.9%.经超声波预处理后,污泥中的蛋白酶活性明显提高;同时,超声波预处理释放出较多的可溶性物质.因此,增加的可溶性物质与蛋白酶活性使得污泥迅速降解,提高了污泥好氧消化效率,缩短了污泥好氧消化时间.     

海洋假单胞杆菌QD80低温碱性蛋白酶的化学修饰

海洋假单胞杆菌QD80低温碱性蛋白酶(QDAPr)具有良好的低温适应性,且与常见的增稠剂及表面活性剂有良好的配伍性.因此该蛋白酶在日用化学领域,尤其是低温洗涤领域,具有广泛的应用价值.为研究其结构与功能之间的关系,用EDC、PMSF、N-AI、2,3-丁二酮等8种化学修饰剂修饰该低温碱性蛋白酶,然后检测残余酶活力,借以研究酶分子中氨基酸侧链基团与酶活性中心的关系.结果表明,羧基、丝氨酸、ε-氨基、巯基等残基与酶活性无关;而色氨酸、组氨酸、酪氨酸残基侧链的化学修饰引起酶活性的大幅度下降,说明色氨酸、组氨酸、酪氨酸残基是酶活力所必需的基团.精氨酸残基侧链的化学修饰引起酶活性的轻微下降,说明精氨酸对酶活性具有一定贡献,但不处于活性中心.图5表2参18     

蛋白酶和EDTA-2Na协同作用对剩余污泥水解的影响

采用投加蛋白酶和螯合剂乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)联合预处理剩余污泥,研究了蛋白酶浓度、温度和EDTA-2Na浓度对污泥酶法水解释碳效果的影响.结果表明,蛋白酶浓度、温度和EDTA-2Na浓度对剩余污泥水解的影响具有协同效应.在最佳蛋白酶浓度20 mg/g TS条件下,剩余污泥释放的SCOD为1 318.82 mg/L.同时,在最佳螯合剂ED-TA-2Na浓度0.20 g/g TS下,SCOD为9 014 mg/L.在20 mg/g TS的蛋白酶和0.20 g/g TS的EDTA-2Na的联合作用下,SCOD达到12 628.98 mg/L.在20 mg/g TS的蛋白酶、0.2 g/g TS的EDTA-2Na和55℃条件联合作用下,SCOD达到最大值16 878 mg/L,多糖浓度达到最大值2 695.3 mg/L,NH4+-N的浓度达到最大值156.73 mg/L.此外,在不同蛋白酶和EDTA-2Na浓度条件下,剩余污泥水解释放的SCOD符合一级动力学.     

沙雷氏菌发酵蓝藻生产蛋白酶

以富含蛋白质的蓝藻作有机氮源进行微生物发酵生产蛋白酶,为蓝藻的资源化利用提供一条新途径。采用单因素实验,研究了影响沙雷氏菌发酵蓝藻生产蛋白酶的培养基主要成分。结果发现,在实验范围内,沙雷氏菌发酵蓝藻生产蛋白酶的最佳碳源是蔗糖,最佳速效氮源是尿素,最佳金属离子(盐)是ZnSO4,最佳产酶促进剂是吐温80。在单因素实验中,发酵上清液的蛋白酶活最高可达到941 U/mL,而且发酵周期短,发酵培养18 h即可达到最高酶(活)值。