纳豆芽孢杆菌的相关研究进展

纳豆芽孢杆菌是一种好氧型革兰氏阳性益生菌,具有较强的热、酸碱稳定性,进入肠道后迅速发育成营养性细胞,抑制肠杆菌、肠球菌、致病菌等的生殖,促进双歧杆菌、乳酸杆菌和梭菌等厌氧菌的生长,调节微生态平衡,代谢分泌出多种促进营养物质消化吸收的酶类,强化消化机能,同时刺激机体内的免疫系统产生干扰素等抗菌物质和高强溶栓功效的纳豆激酶,增强动物细胞免疫功能.纳豆芽孢杆菌可作为天燃防腐剂、微生态制剂、饲料添加剂、酶活性增强剂、免疫增强剂,提高食品的保藏期、动物的日增重和产奶率,运用到水体中可起到净化水质、改良底质等的作用.本文对纳豆芽孢杆菌的菌落结构、生长曲线、发酵产物及其功能应用进行综述,为充分发挥纳豆芽孢杆菌的功能,生产新型绿色国民生活所需品,降低生产成本提供理论支撑.

纳豆芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸的响应面优化

利用响应面法系统优化复合诱变纳豆芽孢杆菌N-E5.2-RE生产γ-聚谷氨酸的发酵培养基成分.通过单因素试验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及Box-Behnken试验构建响应方程,可预测得到最优培养基(g·L^(-1)):细菌学蛋白胨15、蔗糖46.375、谷氨酸钠45.85、酵母提取粉2.5、NaCl 5、MgSO_40.5、MnSO_4·H_2O 0.4、CaCl_20.25、K_2HPO_42和KH_2PO_45.1.此条件下,pH调至7.3-7.4后,将2%菌株N-E6-RE接种到200mL的锥形瓶中,37℃、200r·min^(-1)摇瓶发酵48h,γ-PGA产量达到38.94g·L^(-1),底物谷氨酸钠转化率比优化前提高了70.8%.

钝顶螺旋藻干粉叶绿素a提取方法探讨

采用正交实验对超声法提取钝顶螺旋藻叶绿素a技术进行优化,研究固液比、超声功率、超声时间对叶绿素a提取率的影响。结果表明,优化条件为:固液比1∶500(g/m L),超声功率80%,超声时间20 min。在此条件下,钝顶螺旋藻叶绿素a提取率达1.545%。

静电场对钝顶螺旋藻的生物效应

为选育优良的螺旋藻Spirulina platensis藻株,探究静电场的生物学效应,采用静电场对钝顶螺旋藻进行处理,分别在0、3、6、9、12、15、18、21、24、27 k V电压下处理藻株5 min,处理后的藻株依次记为IS、ES-1、…、ES-9,将藻株按照一定条件进行培养后,对其生长速度、藻体上浮性、叶绿素a、丙二醛(MDA)、水溶性蛋白质、藻蓝蛋白质含量和超氧化物歧化酶(SOD)比活性进行测定。结果表明:与对照藻株IS株相比,处理组藻体MDA含量均有所降低;除ES-5藻株外,其他处理藻株的生长速度均明显加快;ES-8藻株上浮性最好,其叶绿素a、水溶性蛋白质、藻蓝蛋白质含量和SOD比活性较IS均有明显增加,增幅分别为37.69%、19.13%、19.26%和7.06%;对ES-8株与IS株叶绿素a的紫外吸收光谱进行比较,发现ES-8株最大吸收峰值与IS株相比有明显变化。研究表明,静电场对钝顶螺旋藻具有生物效应。

静电场对钝顶螺旋藻藻蓝蛋白稳定性影响研究

为了研究静电场对钝顶螺旋藻藻蓝蛋白稳定性的影响,通过静电场对钝顶螺旋藻进行诱变处理,处理条件为5 min（0、3、6、9、12、15、18、21、24、27 k V）的藻珠IS、ES-1、ES-2、ES-3、ES-4、ES-5、ES-6、ES-7、ES-8、ES-9,从电场处理的藻种中选取了一株优质藻珠ES-8,与出发株IS比较：其β-胡萝卜素含量增幅达到32.41%;藻蓝蛋白含量增幅达到19.26%;藻蓝蛋白紫外吸收光谱的最大吸收峰位置一致,最大吸收峰值略高于IS。在藻蓝蛋白的稳定性试验中,ES-8与IS在p H 4~10范围内其藻蓝蛋白都能保持较高的活性;ES-8与IS在低于25%的乙醇溶液中,其藻蓝蛋白具有较好的稳定性,保存率分别在84.99%与82.08%以上;在浓度低于4%的氯化钠溶液中,IS株的藻蓝蛋白的稳定性变化不大,ES-8株的藻蓝蛋白受到非常好的保护。

γ-聚谷氨酸基因工程研究进展与展望

γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是一种天然高分子可降解、环境友好型的新型阴离子聚合物。目前发现多种芽孢杆菌、古细菌和一种真核生物均可合成γ-PGA。根据其合成是否需要外加谷氨酸分为谷氨酸依赖性和谷氨酸非依赖型。γ-PGA的合成基因分为结合型的cap系和游离型的pgs系,其表达产物组成的γ-PGA合成酶复合体调节着γ-PGA的合成和转运。由于γ-PGA具有水溶性好、保湿性好、吸水性好、良好的生物兼容性和生物可降解性、可食用、对环境无污染等优点,在医药、农业、食品、环境、化妆品等领域具有广泛的应用前景。主要对γ-PGA的结构特点、微生物合成、相关基因、合成机理、应用、诱变处理进行综述。以期通过物理和化学等技术的诱变,获得γ-PGA的高产菌株,为提高γ-PGA产量提供依据。

γ-聚谷氨酸的基因克隆与序列分析

本研究通过基因组DNA提取和PCR扩增分别得到Bacillusnatto20646的原初始菌株N-1、高压电晕电场和不同种类稀土元素诱变的突变株N-2、N-3、N-4、N-5及N-6的pgsBCA合成酶基因序列,利用BioEdit软件对6株菌株的pgsB、pgsC和pgsA的基因序列及合成酶蛋白PgsB、PgsC和PgsA蛋白酶的氨基酸序列对比后得出:pgsB、pgsC和pgsA基因分别约含1170个、450个和1140个核苷酸,分别编码约390个、150个和380个氨基酸。高压电晕电场和稀土元素使得菌株γ-PGA合成酶基因簇pgsBCA核苷酸发生了碱基的置换和颠换、插入和缺失,合成酶蛋白PgsBCA氨基酸序列发生了氨基酸的替换、插入和缺失,且对序列的开端和尾端的影响较大,PgsA在30~40个氨基酸区间变化显著,使该处氨基酸残基的跨膜区发生变化,准确的膜锚定,γ-PGA高效地从活性中心位点移开,加快实现了链的延长,为γ-PGA产量的提高提供理论基础。