适冷酶分子适冷机制的研究热点

适冷酶是由低温微生物产生的，在低温环境下具有较高的酶活性。综述了适冷酶分子适冷机制的研究热点，主要包括适冷酶分子适冷机制的研究方法、重组适冷酶、适冷酶的低温催化活性、稳定性和分子结构。

适冷酶结构与功能的关系

适冷酶是指在低温下具有较高的催化效率,对热相对不稳定的酶。近20年来,适冷酶得到广泛的研究。由于适冷酶结构和功能的特殊性,成为研究蛋白质结构和功能的好材料,其结构和功能的研究也越来越深入。对适冷酶的酶学、动力学和热力学特征,以及适冷酶结构与其活性、稳定性和柔性的关系进行了分析。

微生物适冷酶及其应用研究新进展

生物圈的80%是由低温环境构成,大约90%的海水平均温度为5℃或者更低,这里孕育着极为丰富的微生物。根据微生物对环境温度的耐受性和其生长温度上限/下限的不同,将微生物分为嗜冷微生物和适冷微生物两大类。由这些微生物产生的适冷酶在低温下具有较高的催化效率和特异性,因而在生物技术领域具有巨大的应用潜力和开发价值。总结了近5年适冷酶新酶的筛选、发现及适冷酶稳定性的改造和低温表达系统等方面的最新研究进展,并对该领域的研究方向进行了展望。

适冷酶:性能与应用

由耐寒微生物产生的适冷酶显示出较高的催化活力 ,并常与热敏感性有关。运用X射线的结晶学理论 ,这一特性已开始逐渐为人所知 ,且控制它们对低温适应能力的机制各不相同。这些酶的应用为生物技术提供了巨大的发展潜力 。

适冷酶及其适冷机制

与同类中温酶相比,适冷酶在较低的温度下具有较高的催化效率,最适反应温度较低,对热较敏感。适冷酶能够在较低的温度下保持较高的催化效率与其松散且更具柔性的蛋白结构相关联。这种蛋白质结构容许利用更少的能量产生具有催化效能的构象变化,它主要依赖于酶分子内氨基酸残基之间相互作用的减弱以及酶和溶剂分子相互作用的增强。适冷酶与溶剂相互作用的提高,会降低其分子内部的紧密度,这可能是适冷酶热敏感性高、抗变能力差的原因之一。

基于适冷酶研究的生物综合实验教学设计

通过引入专业热点问题,并结合学校海洋培养特色,生物综合实验教学设计以海洋微生物适冷酶为材料,对其基因的克隆与生物信息学进行分析。采用同源建模分析手段,分析适冷酶的结构特点;利用亲和层析方法对重组适冷酶进行分离纯化;SDS-PAGE分析基因工程产物及纯度鉴定,研究重组蛋白活性。通过综合实验使学生深入了解海洋微生物适冷酶基因,挖掘学生的创新潜力,提升学生的实验操作技能,进而达到提高实验教学质量的目的。

适冷β-半乳糖苷酶及其在食品工业中的应用

β-半乳糖苷酶,又称乳糖酶,广泛存在于细菌、真菌、酵母菌等微生物中,主要功能是乳糖水解和合成低聚半乳糖。利用β-半乳糖苷酶生产低乳糖牛奶等乳制品成为解决乳糖不耐受问题最有效的途径,然而常用的商业化β-半乳糖苷酶的最适反应温度大多较高,对pH的要求比较严格,存在生产成本较高、消耗能量高等问题。适冷β-半乳糖苷酶在低温下也具有较高的酶活性,广泛应用于食品行业中,尤其在乳品工业。在低温下水解乳糖,生产低乳糖或无乳糖乳制品,供乳糖不耐受者食用,可降低成本、节约能源,具有重要意义。该文综述了β-半乳糖苷酶的微生物来源、特性、催化特性的研究现状,对适冷β-半乳糖苷酶的来源、特性、耐冷机制及工业化应用进行了系统阐述,并对其前景进行了展望。

适冷海洋细菌交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)MB-1内切葡聚糖酶基因的克隆和表达

从黄海深海海底淤泥中筛选出一株产纤维素酶的适冷革兰氏阴性杆菌MB 1,克隆和分析了MB 1的 16SrDNA序列 (GenBank接受号 :AY5 5 132 1) ,经鉴定为交替假单胞菌 (Pseudoalteromonas) ,命名为Pseudoalteromonassp .MB 1。克隆了该菌适冷内切葡聚糖酶基因celA(GenBank接受号 :AY5 5 132 2 ) ,并在大肠杆菌 (Escherichiacoli)BL2 1中进行了表达。重组E .coli菌体破碎后 ,获取上清液 ,其中融合蛋白GST CelA浓度约为 78 5mg L。分析了融合酶GST CelA的性质 ,其最适反应温度为 35℃ ,最适反应pH值为 7 2 ,为中性适冷酶。

海藻糖对Pseudoaltermonas sp.SM9913适冷蛋白酶的稳定性保护研究

研究了几种不同的糖类物质———葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖对深海适冷假交替单孢菌Pseudoalter monas.sp .SM9913所产适冷蛋白酶粗酶液稳定性的保护情况 ,以海藻糖的保护作用最为突出 .进一步研究了海藻糖在不同温度条件——— 2 0℃、30℃、4 0℃下以及不同浓度的海藻糖对粗酶液的保护情况 ,结果表明 ,不同温度 (2 0～4 0℃ )下 ,海藻糖对粗酶液热稳定性都有很好的保护作用 ,而且温度越高 ,保护作用越显著 .海藻糖最佳保护浓度为10 %～ 15 % .

食品中低温微生物的适冷机制研究进展

低温贮藏是延长食品货架期、维持食品鲜度和质量安全的重要方法,然而仍有部分微生物能适应低温环境,使食品发生腐败变质。主要从细胞膜、适冷酶、冷休克蛋白、冷适应蛋白、代谢水平及低温防护剂等角度阐述国内外食品中低温微生物适冷机制的研究进展,为低温微生物在食品领域的应用与防护提供参考。

南极微藻适应低温的研究进展

从细胞膜成分的改变与细胞质中无机离子含量的变化以维持细胞的稳定性,抗冻蛋白和冰活性物质的分离与纯化,适冷酶的分子机理,以及活性氧的有效清除等方面介绍了南极微藻适应低温的研究进展。