重组青霉素G酰化酶在枯草芽孢杆菌中的表达条件优化

为获得巨大芽孢杆菌青霉素 G酰化酶 (PGA)的高产菌株和条件 ,构建了分泌表达 PGA的基因工程枯草杆菌菌株 ,对表达条件进行了优化 .以 LB作为初始培养基 ,考察了温度、苯乙酸、装液量、碳源对于工程菌 PGA产量的影响 .实验发现重组细胞产酶不再需要变温和苯乙酸诱导 .充足的通气量和适当浓度的淀粉可使细胞密度及 PGA表达量大为提高 .表达条件优化后 ,菌体 A60 0由 3提高到 2 0 ,PGA的表达量由 3～ 6U/ml提高到 35～ 40 U/ml,为目前生产用巨大芽孢杆菌表达量的 6倍 .

固定化巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶酶促合成头孢氨苄的研究

β—内酰胺系列抗菌素抗菌谱广、疗效高、毒副作用小,国际上研究与应用日渐广泛深入。头孢氨苄(Cephalexin)是重要的半合成抗菌素之一,由头孢霉素母核7—氨基脱乙酰氧基头孢烷酸(简称7-ADCA)和侧链结构物苯甘氨酸或其甲酯(PGME)经酰化而生成。酰化有化学法和酶法两种。采用青霉素G酰化酶或a—氨基酸酯酶或,a—氨酰转移酶的酶法,具有工艺操作简单、无需基团保护、环境污染轻等优点。继日本人于70年代初试验成功酶法之后,80年代初我们开展了这方面研究。制备方面,胞外酶优于胞内酶;使用方面,固定化酶优于固定化细胞。在用具有青霉素G酰化酶活性的固定化大肠杆菌(Escherichia coli)细胞合成头孢氨苄的基础上,又研究了用固定化巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)BP931胞外青霉素G酰化酶酰化合成头孢氨苄的条件。本文报道这一研究结果。

巨大芽孢杆菌BP931胞外青霉素G酰化酶的产生条件

研究了巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)BP 931胞外青霉素G酰化酶的产生条件。菌在由葡萄糖0.7％,氮源1号0.5％,酵母膏1.0％和苯乙酸0.8％组成的液体培养基(灭菌前pH9.0,灭菌后pH8.0)中,28℃振荡培养44h。以6-硝基-3-苯乙酰胺基苯甲酸为底物,培养滤液酶活力为9.0IU/ml。诱导物苯乙酸于培养6h后加入,酶活力可以提高到11.0IU/ml。Ca^(2+)、Al^(3+)、Sn^(4+)、Mn^(2+)和Fe^(2+)离子降低酶的形成;Cu^+和C0^(2+)离子显著抑制菌生长,降低酶的形成;Zn^(2+),Cd^(2+)和Hg^(2+)离子完全抑制菌生长和酶形成。

重组巨大芽孢杆菌产青霉素G酰化酶发酵条件研究

对重组巨大芽孢杆菌产胞外青霉素G酰化酶的发酵条件进行优化。先用单因素实验确定最适碳源、氮源以及碳源浓度、氮源浓度、发酵时间和发酵温度的范围。采用Box-Behnken实验设计和响应面分析方法,对重组巨大芽孢杆菌产青霉素G酰化酶的发酵条件进行优化,得出其最佳发酵条件为:葡萄糖32 g/L、胰蛋白胨17 g/L、时间42.5 h、温度34℃,在此条件下青霉素G酰化酶的活力达到10 614±8 U/L,较优化前提高了16.83%。

以聚丙烯腈纤维为载体制备固定化青霉素G酰化酶的研究

以酸部分水解聚丙烯腈纤维为载体 ,以戊二醛为交联剂 ,共价键结合制备了固定化胞外青霉素G酰化酶。当水解后的载体中 NH2 基含量为 690 μmol g和含水量为 64%时 ,对酶蛋白的固定量达 1 0 0mg g以上 ,固定化酶的活力达 2 30 0IU g ,酶活力总产率为 30 % ,固定化效率为 56%。酶活力的总产率和固定化率随加酶量的增加而降低。该酶可以将浓度为 2 5%～1 2 5%的青霉素G钾盐水解 98%以上。批投青霉素G钾盐为 1 0g,酶负荷为 1 50IU g(PGK) ,经2 0批水解反应后 ,剩余酶活力为 80 %。用二硫基苏醣醇处理固定化酶 ,对水解青霉素G钾盐的操作稳定性有促进作用。固定化酶的室温保存半衰期为 1 30d。用戊二醛和硼氢化钠溶液处理固定化酶后 ,酶活力的室温保存稳定性有所降低。

巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶在新型环氧载体ZH-HA上的固定化

巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶共价结合在新型环氧-氨基型载体ZH-HA上,通过对酶浓度、固定化时间、pH以及缓冲液浓度等条件的考察,确定了最优固定化条件:50 mg比活力6000U/g的巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶蛋白和1g ZH-HA悬浮于pH9.0 1 mol/L磷酸缓冲液,室温搅拌6 h,制得固定化巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶,活力2126 U/g湿载体,活力回收率7.67%。比较研究了固定化酶与原酶性质,原酶最适温度45℃,最适pH为8.0。固定化酶则分别是50℃和9.0,分别比溶液酶偏移5℃、1.0个pH单位。经过40批连续水解青霉素G钾盐,固定化巨大芽孢杆菌青霉素酰化酶仍保持80%的活力,显示出良好的工作稳定性。

以聚丙烯腈纤维为载体制备工业用固定化PGA的基本条件

以聚丙烯腈纤维为载体 ,共价结合制备工业生产应用的固定化青霉素酰化酶。经过测定 ,获得了制备固定化酶的基本条件 :对部分酸水解聚丙烯腈纤维进行霍夫曼重排反应溶液中的次氯酸钠浓度为 4%～ 16 % (v/v) ;用含戊二醛的溶液对经过霍夫曼重排反应的水解纤维进行活化反应溶液的pH为 6 5～ 8 5 ,最适 pH7 0 ;活化反应时间为 10min ;活化纤维中醛基含量为 12 5 0 μmol/g以上 ;酶与活化纤维连接反应溶液的最适pH值为 6 5～ 7 0 ;反应时间为 10min。在酶与活化纤维的连接反应溶液中加入竞争性抑制剂 苯乙酸 ,对酶活力具有保护作用 ,能提高酶活力的固定化效率。在酶与活化纤维的连接反应溶液中剩余的游离酶经吸附、洗涤和浓缩后 ,可以再用于制备固定化酶。变性固定化酶经再生活化后作为载体固定化新的酶液 ,也能制备出较好的固定化酶。

巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶的噬菌体展示

将包含信号肽和琥珀终止密码子的完整巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶基因克隆到噬菌粒pSurfscript.通过引入的 11肽连接青霉素G酰化酶C端与噬菌体外壳蛋白g3p的N端 .以构建的噬菌粒pSurfpga转化具有琥珀突变的大肠杆菌XL1 blue ,以辅助噬菌体M13KO7超感染 ,进行青霉素G酰化酶的表达和在噬菌体表面的展示 .经NIPAB法测活 ,酶的平均活力为 2 .5× 10 -15U cfu .首次在噬菌体表面展示出有活力的巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶 。

巨大芽孢杆菌发酵产青霉素G酰化酶的条件优化

以牦牛乳酸水解酪蛋白为氮源,在单因素试验的基础上,采用响应面设计,对巨大芽孢杆菌产青霉素G酰化酶培养基及发酵条件进行了研究.结果表明:以葡萄糖4.28g/L、牦牛乳酸水解酪蛋白10g/L、苯乙酸18.43g/L、MgCl2·6H2O 0.5g/L、FeCl3·6H2O 0.002g/L为培养基,在三角瓶装液量19.3%、接种量5.6%、温度28℃、时间48h、摇床转速220r/min的条件下,所产青霉素G酰化酶活力为232.05U/L,与未添加牦牛乳酸水解酪蛋白对照组相比提高了42.25%.

响应面法优化重组枯草芽孢杆菌发酵生产青霉素G酰化酶

利用响应面法优化重组枯草芽孢杆菌pAUB-BmPGA/BS168发酵生产青霉素G酰化酶的条件。通过Plackett-Burman设计法对碳源﹑氮源﹑无机盐﹑温度等19个因素对发酵产青霉素G酰化酶的影响进行评价。筛选出发酵温度和酵母膏为影响产酶的显著因素。采用了中心组合设计实验对两种显著影响因素进行了优化,应用响应面分析确定了显著因素的最佳水平。结果表明,当温度为34℃,酵母膏为8.8g/L时,最终的酶活达到28.2U/mL,比初始发酵条件提高了1.19倍。在最佳条件利用15L的发酵罐对重组枯草芽孢杆菌进行扩大培养,最终酶活可达51.0U/mL,相对于摇瓶发酵又有大幅度的提高。

重组枯草芽孢杆菌发酵产青霉素G酰化酶的条件优化

【目的】研究提高PGA酶活力及稳定性.【方法】以重组枯草芽孢杆菌10397(pMA5-PGA)产PGA酶活力为研究对象,在单因素试验基础上,采用响应面设计,对重组菌发酵产PGA的培养基及发酵条件进行了研究.【结果】以葡萄糖20.39g/L、胰蛋白胨15.48g/L、糊精6.1g/L为培养基,在三角瓶装液量16.23%、接种量4.32%、温度35.43℃、时间48.34h、摇床转速220r/min的条件下,所产PGA的酶活力为14.167U/mL,比初始发酵条件下发酵重组菌产PGA的酶活提高了1.14倍.【结论】通过条件优化,可提高重组枯草芽孢杆菌PGA的酶活力,并为工业化生产PGA提供科学依据.

巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶基因的克隆和表达

我们分离到了一株产生分泌型青霉素G酰化酶的巨大芽孢杆菌(Bacillus megateriumBM1)。用pBR322作载体,将该菌的青霉素G酰化酶基因克降到大肠杆菌(Escherichia coliMC1061)中,得到含有9.9kb插入片段的重组质粒pBmPA4。分析了该质粒的限制酶酶切图谱,并经体外缺失获得含4.9kb插入片段的质粒pBmPA5。pBmPA4和pBmPA5在E.coliMC1061中均能表达,表达受苯乙酸诱导。

聚丙烯腈纤维固定化青霉素酰化酶性质的研究

将巨大芽孢杆菌（Bacillusmegaterium）青霉素酞化酶连接到聚丙烯腈纤维载体上，制成固定化青霉素酰化酶。其表现活力约为2000u／g。水解青霉素G的最适温度为50℃；最适PH为9．0；在PHS．5～10．3、温度50℃以下酶的活力稳定；表观米氏常数Ka为1．33×10-8mol／L；最大反应速度Vm为2．564mmol·min-1；苯乙酸为竞争性抑制剂，抑制常数为0．16mol／L。水解10％的青霉素G钾盐溶液，使用20批，保留酶活力80％。

巨大芽孢杆菌青霉素酰化酶在枯草杆菌中的表达及其分离纯化

青霉素酰化酶（ＰＧＡ）在医药工业起着重要的作用，它能够水解青霉素Ｇ产生６－氨基青霉烷酸（６－ＡＰＡ）和苯乙酸，６－ＡＰＡ是半合成青霉素的关键中间体．该酶广泛存在于各种微生物中如真菌和细菌中．国际上对Ｅ．ｃｏｌｉ、Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒｖｉｓｃｏｓｕ...

颗粒状固定化青霉素酰化酶的研究

将巨大芽孢杆菌 (Bacillusmegaterium)胞外青霉素酰化酶通过共价键结合到聚合物载体EupergitC颗粒环氧基团上 ,制成的颗粒状固定化青霉素酰化酶表现活力达 1 40 0 μ/g左右。固定化酶水解青霉素的最适 pH8 0 ,最适温度为 55℃。在pH6 0～ 8 5、温度低于 40℃时固定化酶活力稳定。在 pH8 0、温度 37℃时 ,固定化酶对青霉素的表现米氏常数Ka为 2×1 0 - 2 mol/L ;苯乙酸为竞争性抑制剂 ,抑制常数Kip为 2 8× 1 0 - 2 mol/L ;6 APA为非竞争性抑制剂 ,抑制常数Kia为 0 1 2 5mol/L。固定化酶水解青霉素 ,投料浓度为 8% ,在使用 2 0 0批后 ,保留活力 80 %左右 ,6 APA收率平均达 89 48%。

聚丙烯腈纤维固定化青霉素酰化酶合成头孢氨苄的研究

将巨大芽孢杆菌胞外青霉素酰化酶通过共价键结合到聚丙烯腈纤维的衍生物上。制成的丝状固定化青霉素酰化酶表现活力达 1 5 3U g(湿重 )。固定化酶合成头孢氨苄的最适pH为 6 5 ,最适温度为 40℃。 7 ADCA的投料浓度以 4%为好 ,7 ADCA与PGME的投料量比率为1∶2 ,最佳用酶量为 1 70U g 7 ADCA。在pH6 5、温度 3 0℃时 ,固定化酶对 7 ADCA的表观米氏常数K7 ADCA为 0 1 6 2mol L ,对PGME的表观米氏常数KPGME为 0 3 6 4mol L ,最大反应速度Vmax为0 0 4 6 2mol·L- 1·min- 1,用固定化酶合成头孢氨苄 ,使用 5 0次保留酶活力 83 9%

胞外青霉素酰化酶产生菌的选育

利用纸片显色方法,从土壤中快速筛选出98株产胞外青霉素酰化酶的菌种,经复筛其中10株酶活力较高,经鉴定均属于巨大芽孢杆菌。经单株分离得46号菌,用这株菌进行了产酶条件的研究,在最适产酶条件下,酶活力比开始提高了3.6倍。在此基础上又进行了物理化学因素处理,得突变株 UL-81,酶活力达720u/100ml 发酵液。对原株和突变株进行比较,发现UL-81菌落、细胞形态、诱导剂苯乙酸用量及添加时间等明显不同于原株。在500L 罐发酵酶活达820u/100ml 发酵液,为开始酶活的16倍。

酶法合成头孢环己二烯

以环己二烯甘氨酸甲酯盐酸盐为酰基供体，7-氨基脱乙酰氧基头孢烷酸为酰基受体，γ－氧化铝为载体的固定化巨大芽孢杆菌胞外青霉素G酰化酶为酰化剂，合成了头孢环己二烯。5％酰基供体，2％酰基受体，每毫升反应物加44IU固定化酶，pH7．5，25℃振荡反应5h，头孢环己二烯产率为81％。苯乙酸、苯氧乙酸和头孢霉素G对酶法合成有不同程度的抑制作用。

以环氧乙烷为活性基的多孔颗粒状固定化青霉素酰化酶的制备

报道了用以环氧乙烷为活性基的多孔颗粒状载体 (Eupergit C)制备固定由巨大芽孢杆菌 (B .megaterium)产生的青霉素酰化酶的研究。用己二胺 ,赖氨酸对载体进行化学修饰后制备固定化酶 ,获得了较好的固定结果。用未修饰的载体制备固定化酶 ,经 2 4h固定反应 ,酶活力达 1 76 5IU/g (wet) ,酶活力总收率达 5 3 7%,酶蛋白的固定量为 1 9 7mg/g(dry) ,酶蛋白的固定效率达 87 5 %。游离酶的酶浓度对制备固定化酶的活力无显著影响。当加酶量从 3 1 2IU/g (dry)上升到 6 2 5 0IU/g (dry)时 ,固定化酶活力从 89IU/g (wet)上升到 475IU/g (wet) ,总收率和固定化效率分别从 99%和 99%下降到 2 6 5 %和 3 2 5 %,酶蛋白的固定量从 6 9mg/g (dry)上升到 1 1 2mg/g (dry) ,酶蛋白的固定效率从 99%下降致80 5 %。以酶活力为 1 5 5IU/g (wet) ,酶蛋白固定量为 2 2mg/g (dry)的固定化酶水解青霉素G钾盐 ,经过 2 0批循环水解后 ,剩余酶活力为 92 5 %。

粪产碱杆菌青霉素酰化酶在枯草芽孢杆菌中的表达优化

在5L发酵罐中进行了表达粪产碱杆菌青霉素G酰化酶的重组枯草杆菌WB600(pMA5)的发酵研究。实验表明,发酵液中的葡萄糖浓度和菌体产酶能力密切相关,维持低葡萄糖水平,可以提高枯草杆菌WB600(pMA5)青霉素G酰化酶的合成能力。采用混合碳源进行发酵,在生长阶段流加葡萄糖,并维持低浓度,在发酵12h菌体浓度达到约13.8g/L时停止流加葡萄糖,使菌体利用发酵液中的可溶性淀粉作为碳源,避免葡萄糖的代谢副产物对菌体产酶能力的抑制,青霉素G酰化酶的表达水平从原来的55u/L提高到582u/L。