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关键词：
Micrococcus antarcticus,低温淀粉酶,产酶条件,酶学性质
发表时间：
2012-08-14 11:19:55
南极微球菌产低温淀粉酶条件优化及酶学性质初步研究
张祥祥 | -> | 1148| 0| 0.261777MB |Micrococcus antarcticus,低温淀粉酶,产酶条件,酶学性质
摘要: 采用单因素试验对南极微球菌( Micrococcus antarcticus) 产低温淀粉酶的条件进行了初步优化, 其发酵培养基组成为( gPL) :Na2HPO4 210, KH2 PO4 11 0, MgSO4#7H2O 011, NaCl 51 0, ( NH4 ) 2 SO4 215, 麦芽糖510, 微量元素溶液510 mL, pH 810, 500 mL 三角瓶装液100 mL, 12e , 160 rPmin振荡培养64 h, 在此条件下, 发酵液酶活由优化前的01 24 UPmL提高到216 UPmL, 是优化前的1018倍. 发酵液经Millipore 超滤膜包浓缩、Hitrap Q 阴离子交换层析、Superdex 200 凝胶过滤层析纯化获得纯淀粉酶. 该淀粉酶的最适作用温度为30e , 在10~ 15e 下仍具有较高活性, 但对热敏感, 属典型的低温酶; 最适作用pH 为61 0, 在pH 61 0~ 1010 范围内较稳定( > 70%) ; Ca2+ 、Mn2+ 、Co2+ 、Mg2+ 对该酶有较为明显的激活作用, 而Zn2+ 、Ba2+ 、Ag+ 、Cu2+ 、Al3+ 、Fe2+ 、Fe3+ 、Hg2+ 、螯合剂EDTA、citrate 则对该酶有不同程度的抑制作用, 并且在Tween 系列及TrintonX-100 等非离子型表面活性剂中表现出较好的稳定性; 酶的动力学参数K m 为0190 mgPmL.
淀粉酶( Amylase) 是一类催化淀粉水解为葡萄糖、麦芽糖及其它低聚糖酶的总称[ 1] . 目前国内外市场中常用的淀粉酶为嗜温酶, 其最适温度通常在50 e 左右, 在0~ 20 e 下活力很低, 不适于食品、饲料、纺织和洗涤剂等工业的低温条件. 低温淀粉酶的最适温度比嗜温淀粉酶一般都要低20~ 30 e , 因此在低温条件下, 它们即可对有机污染物进行降解和转化, 对全球生态环境起到了十分重要的作用[ 2] ; 在0 e 仍有20% 左右的酶活, 这在我国北方寒冷地区生活污水处理中将具有独特的应用优势[ 3] . 在冬天应用低温淀粉酶不需进行加温, 可以节省大量的能源. 低温淀粉酶另一个显著特点是对热敏感, 一般在40 e 下保温1h 酶活就丧失75% , 不会因酶活残留而破坏食品的风味[ 4] . 在干啤酿造中常规使用的耐高温淀粉酶, 经巴氏灭菌后仍有较高酶活残留, 影响干啤风味, 如使用低温淀粉酶可避免此问题. 此外低温淀粉酶同蛋白酶、脂酶、纤维素酶等作为洗涤添加剂在冷洗行业中具有广泛应用[ 5] .
目前在低温微生物研究领域, 欧美及日本等国家主要研究低温淀粉酶的分子冷适应机制、酶序列分析、酶分子定向诱变、酶基因克隆表达以及应用开发等[ 6, 7] . 而目前国内报道与投入生产的淀粉酶大多是高温与中温的, 低温淀粉酶的相关报道并不多, 尤其是细菌产低温淀粉酶的报道更少. 国内研究主要集中于菌株系统分类及酶学性质方面等一些基础工作[ 8~ 11] . 本研究报道了1 株革兰氏阳性耐冷菌南极微球菌产低温淀粉酶条件的优化、酶分离纯化和酶学性质的初步分析, 以期为进一步的基因克隆和实际应用奠定基础.
目前在低温微生物研究领域, 欧美及日本等国家主要研究低温淀粉酶的分子冷适应机制、酶序列分析、酶分子定向诱变、酶基因克隆表达以及应用开发等[ 6, 7] . 而目前国内报道与投入生产的淀粉酶大多是高温与中温的, 低温淀粉酶的相关报道并不多, 尤其是细菌产低温淀粉酶的报道更少. 国内研究主要集中于菌株系统分类及酶学性质方面等一些基础工作[ 8~ 11] . 本研究报道了1 株革兰氏阳性耐冷菌南极微球菌产低温淀粉酶条件的优化、酶分离纯化和酶学性质的初步分析, 以期为进一步的基因克隆和实际应用奠定基础.
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