葡聚糖蔗糖酶在食品级乳酸菌中重组表达

为研究葡聚糖在乳酸菌中的合成情况以及结构分析,本研究将葡聚糖蔗糖酶DsrB与带有SP45分泌信号肽的乳酸乳球菌表达载体pNZ8148质粒载体进行连接,电转入乳酸乳球菌NZ9000中进行异源表达。经由一系列醇沉、三氯乙酸去除蛋白质、二次醇沉、透析以及纯化等步骤得到多糖溶液。采用高效液相色谱法检测单糖组成;利用HPSEC测定葡聚糖的分子量;通过傅里叶红外技术、核磁共振技术以及扫描电镜分析多糖的结构并观察多糖表面特征。结果表明,将葡聚糖蔗糖酶在乳酸菌中进行表达,在蔗糖浓度为10%的条件下,葡聚糖产量为10.54 g/L;单糖组成显示仅含有葡萄糖一种单糖;胞外多糖分子量测定结果为2.4×10^(6) Da;由傅里叶红外和核磁联合表明体外合成的胞外多糖仅含有α-(1,6)糖苷键;扫描电镜表示胞外多糖表面呈现为多孔状结构。在乳酸菌中异源表达,实现了葡聚糖的食品级生产,为葡聚糖于食品中应用提供了理论基础。

乳酸菌葡聚糖蔗糖酶的研究进展

葡聚糖蔗糖酶(Glucansucrase)(EC.2.4.5.1)是一类α-转糖苷酶(Glucosyltransferase),主要由明串珠菌属(Leuconostoc)、链球菌属(Streptococcus)及乳杆菌属(Lactobacillus)等乳酸菌产生。葡聚糖蔗糖酶的结构和催化机制具有多样性,是生物合成胞外多糖的一种重要工具酶。本文主要综述了乳酸菌葡聚糖蔗糖酶的来源、分类、结构、反应机制,以及介绍培养基组成、培养条件对酶产量的影响,重点阐述葡聚糖蔗糖酶的优化方法、分离纯化过程及酶学性质,并对其发展趋势进行展望,以期为葡聚糖蔗糖酶在相关领域开展研究提供参考。

肠膜明串珠菌葡聚糖蔗糖酶的生物信息学分析

葡聚糖蔗糖酶是一种糖苷转移酶(Glucosyltransferase,GTF),可以催化蔗糖合成胞外多糖(Exopolysaccharides,EPS)。由于葡聚糖蔗糖酶来源和催化中心的氨基酸序列不同,所以其合成的EPS的结构和性质存在差异。解析GTF的结构和催化机制是探究EPS生物合成和构效关系的关键。本研究利用生物信息学方法对肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides,Ln.mesenteroides)GtfA蛋白序列进行结构和性质分析。结果表明,GtfA属于GH70家族,是一种位于细胞外的亲水蛋白,存在跨膜区,含有19个开放阅读框和7个保守区域,与Ln.mesenteroides CBA3607 Gtf相似性为100%。该蛋白具有一般葡聚糖蔗糖酶的“桶”状结构,其活性口袋能够与蔗糖紧密结合,催化蔗糖合成EPS。本研究结果可为后期探究葡聚糖蔗糖酶的结构和功能提供参考和依据。

生物信息学分析葡聚糖蔗糖酶的结构和功能特性

葡聚糖蔗糖酶是一种重要的糖基转移酶(Glucosyltransferase,GTF),对于乳酸菌合成胞外多糖具有关键作用,能够以蔗糖为底物合成葡聚糖或低聚糖,是乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)合成胞外多糖(Exopolysaccharide,EPS)的关键酶蛋白。然而乳酸菌代谢系统复杂,EPS生物合成机制未得到全面解析,限制了EPS的应用。为了进一步解析乳酸菌EPS的生物合成机制,表征不同来源葡聚糖蔗糖酶的结构,探明酶的催化调控机制是必要手段。本研究以肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)DRP105的葡聚糖蔗糖酶gtfB基因为目标序列,利用生物信息学技术对葡聚糖蔗糖酶GtfB结构和功能进行了预测分析。研究结果显示:GtfB属于GH70家族,是一种胞外酶,不存在跨膜区,含有7个保守区域和39条重复序列。其理论分子量为308986.21,理论等电点为4.59,属于酸性蛋白质。磷酸化位点含110个Thr、89个Ser、53个Tyr,GtfB含有5个结构域,呈U型折叠,活性中心在A结构域,含有(β/α)8桶状结构。分子对接预测分析表明,蔗糖与GtfB的活性口袋结合紧密。这些结果初步探明了GtfB具有葡聚糖蔗糖酶的特征结构和功能,证明其在乳酸菌EPS合成途径中的关键调控作用,为其在EPS生产过程中的应用提供了理论基础。

肠膜明串珠菌葡聚糖蔗糖酶基因的克隆与表达

利用PCR方法从肠膜明串珠菌葡聚糖亚种(Leuconostoc mesenteroides subsp dextrani-cum)基因组DNA中扩增出了葡聚糖蔗糖酶基因dsrD并将其连接到表达载体pET-30(a),得到重组质粒pET-30-dsrD,将重组质粒转化到大肠杆菌菌株Rosetta中,重组菌株SDS-PAGE结果显示有明显的170kD特异蛋白条带出现。经测定酶活力达1.2U/mL,约是原始菌株的30倍。

乳酸细菌葡聚糖蔗糖酶的研究应用与进展

该文主要介绍乳酸细菌葡聚糖蔗糖酶的分子生物学结构及特性,概述其研究现状和在生产上的应用前景。

嗜热菌XZ2K2葡聚糖蔗糖酶基因的克隆与表达

提取嗜热菌XZ2K2的基因组DNA。通过对基因库中葡聚糖蔗糖酶基因序列进行分析比较,设计了两对引物。通过构建基因组文库,进行PCR筛选,扩增出4.5 kb的同源片段。DNA序列分析表明,该片段与已经报道的葡聚糖蔗糖酶编码基因(dex基因)具有90%的同源。将该片段与载体pSE380连接,构建了重组质粒pSE380-dex。然后用化学方法将重组质粒转化到大肠杆菌JM109中,获得重组子pSE380-dex。进一步的实验表明,嗜热菌的dex基因可以在JM109中表达。

固定化葡聚糖蔗糖酶催化蔗糖生成葡聚糖的研究

葡聚糖蔗糖酶可以催化单底物蔗糖生成葡聚糖和果糖。本论文研究了不同酶活总量的固定化葡聚糖蔗糖酶对葡聚糖分子量的影响。实验发现高效凝胶渗透色谱(HPGPC)在线检测催化反应混合液可以实现蔗糖和果糖的良好分离,同时得到每个批次的蔗糖使用和果糖生成情况,从而达到监控葡聚糖生成的目的。在催化反应条件一定的情况下,改变催化反应体系中固定化酶的酶活总量,可以改变葡聚糖的分子量分布情况,酶浓度越大,蔗糖的使用率越高,催化反应产物中小分子量葡聚糖的含量也越高。批次反应的往后,蔗糖的使用率下降,催化反应产物中小分子量的葡聚糖含量降低。论文为实现特定分子量葡聚糖的连续生产和固定化酶合成葡聚糖相关模型的建立提供重要的数据基础。

葡聚糖蔗糖酶的研究进展

葡聚糖蔗糖酶(Glucansucrase)是一类α-转糖苷酶,是生物催化合成中一种重要的工具酶。对葡聚糖蔗糖酶(Glucansucrase)类型与转糖基反应机制,及其在生物催化合成中的应用、蛋白质工程改造等方面的作用进行了综述。

环境高温条件下收获甘蔗酸性转化酶和葡聚糖蔗糖酶活性表现及其与糖分降低的关系

甘蔗收获后蔗糖分降低是蔗糖加工单位的主要问题之一,特别是那些在高温下持续压榨的地区。通过研究评估榨季后期甘蔗收获后蔗糖分的损失量及其与酸性转化酶和葡聚糖蔗糖酶活性的关系,结果表明,甘蔗收获后,随着这两种酶活性的上升,甘蔗的商品蔗糖急剧下降。刚收获的甘蔗商品蔗糖值为10.88,在收获48、240h后,则分别降低2.27、6.59个单位,10d后蔗糖分降低约60%。对收获的甘蔗淋水并覆盖蔗叶,其蔗糖分降低约44%,而经化学物质处理并覆盖蔗叶的甘蔗蔗糖分减少27%。在甘蔗贮放期间,其蔗糖酸性转化酶和葡聚糖蔗糖酶活性明显增加。经化学处理并覆盖蔗叶后,收获甘蔗的两种酶活性明显下降。研究结果还表明,通过应用抗菌和抗转化化学物质配方具有使后期收获的甘蔗蔗糖分降低到最小的可能性。

乳酸菌葡聚糖蔗糖酶及其胞外多糖功能的研究进展

葡聚糖蔗糖酶作为一种应用广泛的工具酶,在乳酸菌的代谢过程中起重要作用。本文综述了由乳酸菌所产葡聚糖蔗糖酶的最新研究进展,包括乳酸菌所产葡聚糖蔗糖酶的分类、功能、转录表达分析、酶的改造以及乳酸菌胞外多糖的理化性质等内容,以期对乳酸菌葡聚糖蔗糖酶及胞外多糖的研究提供理论参考。

葡聚糖蔗糖酶及其家族在结构与功能上的研究进展

葡聚糖蔗糖酶是一类从蔗糖合成具有不同结构和物理化学性质的α-葡聚糖的酶工具。这些α-葡聚糖在食品、医学和生物材料等方面具有多种商业应用价值,特别是用于开发填充型甜味剂、益生元和面团改良剂。糖苷水解酶第70家族的其他亚家族的发现将反应底物扩展到淀粉和糊精,丰富了产物中糖苷键的种类和组成方式,扩大了合成新型α-葡聚糖的范围。序列比对和构象分析结果表明:通过对关键氨基酸残基进行突变或修饰,可有效改变产物的糖苷键构成、分子量和支化程度;GtfB、GtfC和GtfD是GtfA亚家族和糖苷水解酶第13家族的进化中间产物。该综述介绍了α-葡聚糖的分类和常见的糖苷水解酶第70家族成员,对酶构效关系方面的关键进展进行分析,并展望通过酶工程技术去理性设计更高效、更稳定、更个性化的α-葡聚糖合成工具。

一种产碱性葡聚糖蔗糖酶菌株的筛选、鉴定及其合成低聚糖的研究

从泡菜中筛选得到一株产葡聚糖蔗糖酶的菌株NW02,经形态特征、生理生化特征以及16S rDNA序列分析,该菌株被鉴定为Leuconostoc sp.。该菌株最适生长温度为35 ℃,最适生长pH值为8.0。葡聚糖蔗糖酶的最适作用温度为25 ℃,在20 ℃下保温5 h后酶活仍能保持60%以上。该酶最适pH值为7.5,属碱性葡聚糖蔗糖酶。该酶的底物为蔗糖,在以麦芽糖为受体时,可以产生以四糖和六糖为主的低聚糖;亦可以乳糖为受体合成低聚糖。该酶在低聚糖的生产上具有较好的应用前景。

肠膜明串珠菌产葡聚糖与低聚糖及其产物应用研究进展

肠膜明串珠菌是一类益生乳酸菌,在其生长代谢过程中,能生成葡聚糖蔗糖酶。葡聚糖蔗糖酶在一定条件下能以蔗糖为唯一底物将其转化为葡聚糖,而当有受体如麦芽糖存在时,则生成低聚糖。综述了肠膜明串珠菌产葡聚糖与低聚糖的合成机理,国内外研究现状及其功能性应用,并对发展前景进行了展望。

浅淡葡聚糖检验在糖厂生产中的应用

甘蔗如受到刀伤或压伤、病虫害、火烧、霜冻或在收割后放置长时间,会受到肠膜明串珠菌、链球菌属等微生物的感染而形成葡聚糖。这些微生物在适宜的温度和湿度下,能够分泌葡聚糖蔗糖酶,催化蔗糖生成葡聚糖。文章对葡聚糖检验在糖厂生产中的表现进行了探讨。