Thermomonospora amylolytica来源嗜碱β-葡萄糖苷酶的克隆、异源表达及其酶学性质研究

β-葡萄糖苷酶能催化水解纤维二糖为葡萄糖,在医药、农业、食品、饲料等领域有着非常广泛的应用。本研究从嗜热放线菌(Thermomonospora amylolytica)中获得一个碱性β-葡萄糖苷酶基因,命名为tabg12a。该基因在大肠杆菌中成功进行克隆和异源表达,并对其酶学性质进行研究。结果表明:tabg12a的最适反应p H和温度分别为8.0和45℃,其在p H 8.0~9.6下保持50%以上相对活性,在p H为4.0~10.0缓冲液孵育24 h后仍保持80%以上的相对酶活,在30℃下孵育2 h仍保持70%以上的相对酶活,在35℃下孵育1 h仍保持50%以上的相对酶活。1 mmo/L的K+和Ca2+对其表现出促进作用,提高至120%;0.1%的SDS和1 mmo/L Cu^(2+)下仍保持100%的相对活性。以上酶学性质预示着该酶在食品、饲料和纤维素乙醇生产等领域具有潜在利用价值。

Aspergillus sp.DLCS-F18胞外嗜热嗜酸β-葡萄糖苷酶的酶学性质研究

β-葡萄糖苷酶作为纤维素彻底降解为葡萄糖的关键酶,被广泛运用于饲料、食品和生物燃料等行业。然而,许多菌株分泌的胞外β-葡萄糖苷酶活性低且热稳定性差,限制了其在纤维素生物质降解中的应用。本研究使用稻草秸秆作为碳源诱导菌株Aspergillus sp.DLCS-F18分泌胞外β-葡萄糖苷酶。结果表明:其最适反应pH和温度分别为4.0和60℃,在55℃和60℃下,孵育120 min后仍能保持95%以上的相对活性。此外,其表现出对金属离子的耐受性,在10 mmol/L的Ni^(2+)、Co^(2+)、Pb^(2+)和Cu^(2+)存在时,仍保持75%以上的相对活性,发酵96 h达到最高活性(2.5±0.1)U/mL。以上结果表明Aspergillus sp.DLCS-F18胞外β-葡萄糖苷酶为嗜热嗜酸β-葡萄糖苷酶,有较强的热稳定性,且产酶周期短。这预示着其在食品、饲料和纤维素乙醇生产方面有重要的潜在运用价值。

产自Cladosporium sp. F39的嗜酸耐盐纤维素酶及其酶学性质研究

极端环境来源纤维素酶在造纸、纺织和纤维素乙醇生产等工业领域有巨大的运用潜力,因而备受关注。本研究以小麦秸秆为唯一碳源,从青海茶卡盐湖土壤中分离到一株具有降解纤维素功能的真菌菌株,命名为F39,通过形态学和ITS rRNA分子生物学鉴定,菌株F39被鉴定为Cladosporium sp. (GenBank登录号:ON318388)。用小麦秸秆发酵培养基进行诱导,发现该菌株所产纤维素酶的最适pH为5.0,最适温度为50℃,最适盐度为0.2 g/mL,在最适温度和pH条件下测得活性为0.237 U/mL;在pH 4.0~6.0或35℃~65℃或盐浓度低于2.5 g/mL时保持60%以上活性。在大多数金属离子件下活性表现稳定。金属离子Mn2+能激其强烈活性。酶抑制剂DTT和SDS低浓度存在的条件下活性表现强促进作用。菌株在小麦渣发酵培养基中发酵培养312 h后的上清纤维素酶活力(底物为羧甲基纤维素钠(CMC-Na))最高,为0.223 U/mL。以上结果表明该菌株所产纤维素酶有嗜酸、耐盐和耐热的特点,在饲料加工、生物乙醇生产等行业具有良好的运用潜力。