VKT多肽介导的固定化疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶催化制备生物柴油

生物柴油是一种环境友好的生物液体燃料,对于酶法生产生物柴油,迫切需要找到廉价和高效的固定化脂肪酶。本研究利用固体结合肽(SBPs)VKT,将其与疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶(Thermomyces lanuginosus lipase,TLL)融合构建融合脂肪酶,并将其固定化在硅基材料上,获得了一种新型的生物催化剂。在所测试的硅基材料(ZSM-5、Na-Y、SAR-100、MCM-41和SiO_(2)微粉)中,固定在ZSM-5沸石上的TLL-VKT(TLL-VKT@ZSM-5)表现出最佳的固定化效率和最大负载,且具有优异的pH、温度、储存和洗脱稳定性。以TLL-VKT@ZSM-5为生物催化剂,对麻疯树籽油进行转酯化反应,48h生物柴油得率即达到93.9%。此外,TLL-VKT@ZSM-5还表现出较高的重复使用性能,在7次重复使用后,生物柴油得率依然保持71.9%。本研究的酶固定化方法具有简单高效、稳定性高和重复使用性能高等优点。本研究显示VKT肽在酶蛋白固定化的应用方面具有较好前景。

疏棉状嗜热丝孢菌耐热脂肪酶在无孢黑曲霉中的高效表达

综合考虑密码子偏爱性、RNA稳定性以及自由能等因素,对疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)耐热脂肪酶(tll)基因序列进行密码子优化并全基因合成。将合成的tll基因连接到克隆载体,然后亚克隆到表达载体pHGWPT-tll,采用根癌农杆菌介导转化无孢黑曲霉SH-2。经过三丁酸甘油酯平板、SDS-PAGE以及Western Blotting鉴定,成功表达了tll基因。发酵72h,转化子脂肪酶酶活最高达36U/mL。转化子经等离子诱变得到的突变株的脂肪酶比活力比出发菌株提高约37%。

重组疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶对面包烘焙品质的影响

为探究重组疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶(Recombinant Thermomyces lanuginosus Lipase Produced by Pichia pastoris,PTL)在面包体系中的使用效果,试验以面包比容、组织结构以及面包芯白度为指标得出其最佳用量。进一步研究比较PTL、商业脂肪酶Lipopan F BG(以下简称FBG)、化学改良剂双乙酰酒石酸单(双)甘油酯(Diacetyl Tartaric Acid Ester of Mono(di)Glycerides,DATEM)对面包烘焙品质的影响,对面团面筋网络结构及面包芯风味物质分别采用扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)和顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法(Head-Space Solid Phase Micro-Extraction Coupled with Gas Chromatography-Mass Spectrometer,HS-SPME-GC-MS)进行分析。结果表明,PTL在面包中的最佳用量为10~20 mg/kg,过量PTL造成不良影响。PTL在增大面包比容、强化面筋结构和提高感官整体接受度等方面仅次于FBG,优于DATEM。面包配方中加入15 mg/kg PTL能明显增大面包比容(9.8%),降低面包硬度,气味和组织结构的感官得分最佳(6.48分和6.82分)。综上,适量PTL能有效改善面包的烘焙品质且具有不同于商业酶的独特优势。

疏棉状嗜热丝孢菌热稳定蛋白酶的分离和纯化

蛋白酶是催化蛋白质水解的一类酶,广泛存在于各种生物体中.它们不仅对生物体内蛋白质的新陈代谢起调节作用,而且在酿造、发酵、食品、日用化工、纺织、制革、医药等工业和农业领域中具广泛应用价值.热稳定蛋白酶是目前研究和开发的新酶种,由于它在高温条件下的热稳定性和高活力,因此不仅具有重要应用前景,而且对理论上阐明酶的耐热机制具有重要意义.近几年,从嗜热微生物中分离热稳定蛋白酶引起人们的注意.国内外学者已从嗜热真菌中分离和纯化热稳定蛋白酶.关于从嗜热真菌中分离和纯化热稳定蛋白酶的研究报道很少.国外Ong ＆ Gaucher(1975)对嗜热真菌Malbranchea pulchella var.sulfurea的蛋白酶进行了分离纯化研究.国内Li D.C.et al(1997)(李多川等)研究了嗜热真菌疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)的热稳定蛋白酶的产生条件及特性.本文报道这种嗜热真菌稳定蛋白酶的分离和纯化.将分离到的疏棉状嗜热丝孢菌高产菌株在含酪蛋白的液体培养基中50℃条件下静止培养12d,培养滤液经硫酸铵分级沉淀(50％～90％饱和度)和Butyl-Sepharose疏水层析,得到了凝胶电泳均一的2种蛋白酶同功酶(同功酶I和同功酶Ⅱ).2种同功酶在Butyl-Sepharose上的层析行为有很大差异.

末端环化疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶的稳定性

目的:获取活性高、稳定性好的工业脂肪酶。方法:利用哺乳动物细胞和大肠杆菌分别表达Butelase 1和梳棉状嗜热丝孢菌脂肪酶(Thermomyces lanuginosus lipase,TLL),通过Flag亲和层析和His亲和层析柱进行纯化;通过纯化的Butelase 1连接酶对重组TLL(rTLL)进行末端连接,以形成首尾相连的环状TLL(cTLL),通过测定rTLL和cTLL活性、热稳定性、蛋白酶稳定性、抗热聚沉能力等,研究环化处理对脂肪酶的影响。结果:纯化后cTLL与rTLL的比活基本相当;70℃下处理180 min,cTLL大部分可保持可溶状态,相同条件下线性蛋白TLL几乎完全沉淀或降低;环化后的脂肪酶cTLL粒径均一、分子量分布均匀,具有更稳定的蛋白特性。结论:Butelase 1可有效地环化梳棉状嗜热丝孢菌脂肪酶,环化后的蛋白酶酶活未改变,热稳定性大大提高,蛋白特性更好。

疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶在毕赤酵母中的表面展示及酶学性质

【目的】构建疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶(Thermomyces lanuginosus lipase,TLL)在毕赤酵母GS115中的细胞表面展示体系,筛选展示成功且酶活力及展示率较高的重组子作为全细胞催化剂,并研究其酶学性质。【方法】克隆TLL基因tll,以酿酒酵母细胞壁蛋白Sed1p为锚定蛋白,构建表面展示载体pPICZαA-TLS。重组载体经SacⅠ线性化后转入毕赤酵母GS115中,经三丁酸甘油酯平板检测及摇甁发酵筛选获得高酶活力的毕赤酵母重组子,采用抗FLAG标签一抗和R-PE荧光素标记的二抗处理细胞后,进行荧光显微镜检测和流式细胞仪分析,并考察全细胞催化剂的最适反应温度和pH、金属离子耐受性等酶学性质。【结果】成功构建TLL毕赤酵母细胞表面展示体系,筛选到1株具有三丁酸甘油酯和橄榄油水解活力的克隆子,经1%的甲醇诱导发酵120 h后,水解橄榄油酶活力达257.8 U/g干细胞。经抗体处理后的重组菌发酵细胞在荧光显微镜下呈现强烈的红色荧光,流式细胞仪分析结果也证实脂肪酶被成功展示在酵母细胞表面,展示率达98.36%。展示的TLL作为全细胞催化剂水解对硝基苯酚丁酸酯(pNPB)的最适温度为30℃,最适pH为8.0,且具备良好的热稳定性和有机溶剂耐受性;K+、Ca2+、Mg2+对其有微弱的激活作用,Mn2+、Ni2+则有微弱的抑制作用,Cu2+的抑制作用较强,而EDTA、SDS、Tween 20对酶活力影响不明显。【结论】首次将TLL脂肪酶成功展示在毕赤酵母细胞表面,获得具有较高水解活力和良好酶学特性的全细胞催化剂,为表面展示TLL脂肪酶的规模化应用奠定了技术基础。

疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶在大肠杆菌中的表达与纯化

目的:实现疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶(Thermomyces lanuginosus Lipase,TLL)在大肠杆菌中的可溶性表达,并建立有效的纯化方法。方法:根据疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶序列和大肠杆菌密码子的偏爱性,合成了疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶DNA序列,克隆至大肠杆菌表达载体PET-32a(+)中,通过筛选得到阳性重组载体,并转化入大肠杆菌Rosetta(DE3),诱导表达并利用SDS-PAGE电泳检测重组脂肪酶表达情况,并通过Ni柱亲和层析对目的蛋白TLL进行纯化,透析脱盐后,TEV酶切重组融合蛋白,再利用亲和层析纯化得到酶切后的脂肪酶,检测其酶活。结果:得到了可溶性表达的TLL,检测酶切前后脂肪酶的比活性:酶切前达5.7×106U/mg,酶切后达8.9×105U/mg。结论:实现了疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶的可溶性表达,并得到有效纯化,同时证明TEV酶切目的蛋白对其活性影响微小,为之后对其进行环化打下基础。

嗜热真菌Thermomyces lanuginosus TP-1的培养及其产木聚糖酶性质研究

从高温酒曲中分离获得1株丝状真菌,暂定为梳棉状嗜热丝孢菌。该菌适宜高温条件生长,木聚糖酶活力也是高温下较高,酶的最适温度为55℃,最适pH为5～7,金属离子对酶活有一定的影响,用GPC方法测定木聚糖酶的分子质量为6500u。