嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)DHHJ分解角蛋白的生化机制初探

对嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)DHHJ降解角蛋白的生化机制进行初步研究。结果发现:该细菌与羽毛共培养24 h后,电镜下观察到细菌紧密地生长在羽枝上,96 h后羽毛完全降解;该菌所产角蛋白酶属于胞外酶,胞内二硫键还原酶可提高该胞外酶活性3倍左右。单独的角蛋白酶和二硫键还原酶在没有活的细菌存在下,都不能完全降解羽毛,这说明细菌附着在降解过程中起了重要的作用,也可能是由于细菌持续提供了一种还原剂破坏二硫键。此外,羽毛降解过程中,在细菌与羽毛共培养液中检测到亚硫酸盐,说明亚硫酸盐解可能对羽毛降解也起了一定的作用。

嗜麦芽窄食单胞菌DHHJ角蛋白酶的纯化及酶解研究

对突变的嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)DHHJ产生的角蛋白粗酶液的酶解范围进行研究,发现该酶对实验选用的角蛋白底物均有不同程度的酶解作用,酶解范围广泛;对不同颜色鸡毛的酶解研究表明,鸡毛颜色对完整鸡毛的角蛋白酶解影响较大,但当鸡毛经过粉碎等处理之后,颜色对其角蛋白酶解的影响不大;对角蛋白粗酶进行纯化,首先用硫酸铵粗提,然后经过葡聚糖凝胶Sephadex G-100和陶瓷羟基磷灰石(CHT)层析,最后进行聚丙烯酰胺凝胶电泳,得到该酶分子量为35.2ku。

嗜麦芽窄食单胞菌DHHJ角蛋白酶的理化性质

通过羽毛粉的酶解实验，研究了嗜麦芽窄食单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）DHHJ突变菌株的粗酶液的理化性质。结果表明，酶水解羽毛的最适条件为pH7．8、温度50℃，在pH7．0～8．0、60℃以下酶活较稳定。Ca^2＋、Ba^2＋、Cu^2＋、Na^＋、K^＋和Mg^2＋对粗酶活力有促进作用，而Hg^2＋、Cd^2＋、Pb^2＋、Zn^2＋和苯甲基磺酰氟（PMSF）则对粗酶活力有抑制作用。对粗酶液进行了十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS—PAGE），根据测定结果认为该角蛋白酶可能为复合酶，由两个亚基构成，分子量分别为141kD和119kD，并认为这是一种新型角蛋白酶。

Stenotropho monasmaltophilia DHHJ角蛋白酶特性及酶促动力学研究

通过对嗜麦芽窄食单胞菌DHHJ发酵液中的角蛋白酶进行盐析、层析纯化后,进一步研究角蛋白酶纯酶的理化性质。角蛋白酶对温度敏感,易于保存在低温环境(4℃)下,4 d后,纯酶液的酶活损失率为22.2%,在室温环境(25℃)下,纯酶液几乎失活。10 mmol/L Ca^(2+),Ba^(2+),有机溶剂甘油和乙醇(浓度范围在0%-20%之间)对角蛋白酶活有显著的促进作用,10 mmol/L Na^+对酶活有一定促进作用,而10 mmol/L Zn^(2+),Cd^(2+),表面活性剂Tween 80和SDS则可显著的抑制酶活,其中,ZnCl_2抑制角蛋白酶的类型主要是与底物竞争性地抑制角蛋白酶活性。比起羽毛底物,角蛋白酶与酪蛋白的亲和能力更好。本研究为工业化应用提供一定的理论基础。

嗜麦芽寡养单胞菌DHHJ固态发酵羽毛工艺的研究

为了将微生物处理羽毛工艺产业化,利用课题组筛选得到的嗜麦芽寡养单胞菌,在液态发酵羽毛工艺的基础上进行固态发酵工艺的研究。通过发酵条件和培养基成分的优化,确定了嗜麦芽寡养单胞菌固态发酵羽毛的工艺为:初始pH为7.5,培养温度为35℃,培养时间为4 d,培养基组成是麸皮和干酪素,固液比是1∶1.5,照此工艺发酵,发酵液中蛋白质含量为23.78 mg/mL,角蛋白酶活为20.46 U/mL,菌株的产酶能力及降解羽毛能力显著高于液态发酵条件。

内源过氧化氢(H_2O_2)对Stenotrophomonas maltophilia DHHJ降解羽毛

过氧化氢为好氧微生物代谢的中间产物。本研究考察了Stenotrophomonas maltophilia DHHJ代谢H2O2规律及体内外过氧化氢对酶降解羽毛的促进作用,该菌与代谢相关酶SOD及CAT随发酵时间延长而增长。H2O2含量随培养时间延长而升高,84 h后可达71μg/mL。该菌也可在低浓度下提高酶对羽毛的降解效率,在含量0.015%,即150μg/mL时,可将降解率从17%提高到25%以上。结果为微生物降解羽毛机理研究提供一条新的线索,同时也可为羽毛生物炼制产业化应用提供新思路。

一株羽毛角蛋白降解菌的分离与鉴定

从长期堆积腐烂羽毛的土壤中分离出一株能降解羽毛角蛋白的细菌,经形态观察和16S rRNA测序初步鉴定为黄单胞菌属,与嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)相似性达98%,命名为黄单胞菌DHHJ(Stenotroph-omonas maltophiliaDHHJ)。该菌降解羽毛蛋白的最适温度为40℃,最适pH值为7.5。迄今为止,国内还未见黄单胞菌降解羽毛角蛋白的相关报道。

嗜麦芽寡养单胞菌降解羽毛5L发酵罐工业小试过程研究

为了将微生物处理羽毛工艺产业化，在摇瓶发酵条件优化的基础上进行5L发酵罐工业小试研究，确定了放大发酵条件并根据发酵条件记录对发酵过程进行分析，推测代谢过程中的物质及能量变化及产物形成的动力学模型。在通气气压为0．08MPa，空气流量为2．5L／min及恒温40℃的条件下，产物得率比摇瓶发酵提高了2～3倍，发酵周期缩短了1d。为羽毛废弃物的利用提供了可靠的依据。

嗜麦芽寡养单胞菌液态发酵羽毛工艺的研究

为了将微生物处理羽毛工艺产业化,现利用课题组筛选得到的嗜麦芽寡养单胞菌DHHJ进行该菌株液态发酵羽毛工艺的研究。通过发酵条件和培养基成分的优化,确定了嗜麦芽寡养单胞菌DHHJ液态发酵羽毛的工艺是:初始pH为7.5、培养温度为40℃,培养基组成为葡萄糖和干酪素。该条件下菌种的产酶能力及降解羽毛能力显著提高。

丹黄合剂的毒性及其对小鼠中枢神经系统的影响

已证明丹黄合剂具有改善模拟失重后兔血液循环的作用。为了将其应用到航天及临床的可能性，本实验测定了丹黄合剂的ＬＤ５０，并观察了它对小鼠生长及中枢神经系统的影响。结果表明，丹黄合剂是一种毒副作用小的中药，可应用于临床及航天。

重组角蛋白单体外源表达、纯化及鉴定

为了制备具有生物活性的可溶性重组角蛋白单体,构建能够外源表达重组角蛋白的重组菌株BL21(DE3)-pET32a(+)-Keratin。使用最适诱导条件(0.5 mmol/L IPTG,18℃培养15 h)诱导重组角蛋白基因表达,经Ni柱亲和层析法纯化得到蛋白产量约为40 mg/L,浓度约为2 mg/mL,Western Blot证实此蛋白是重组角蛋白。S.maltophilia DHHJ在重组角蛋白M9培养基中能够正常生长且不会产生絮状沉淀,与化学法制备的角蛋白相比,重组角蛋白溶解性更高。这更有利于S.maltophilia DHHJ降解角蛋白分子过程的研究。

嗜麦芽窄食单胞菌剥除羊毛鳞片层及其对染色性能影响

利用发酵罐发酵法研究了嗜麦芽窄食单胞菌对毛涤混纺针织物剥鳞效果的影响,获得的最佳发酵工艺为温度30℃,转速性能250r/min,培养时间72h。经过发酵处理,毛涤混纺针织物的染色速率、匀染性、耐摩擦色牢度等染色性能和抗起毛起球性能有所提高,顶破强力下降,耐皂洗色牢度较发酵处理前没有明显变化。