为了提高褐藻胶降解菌株Cobetia sp.20产褐藻胶裂解酶的能力,利用响应面法优化其发酵产褐藻胶裂解酶的培养基.首先利用单因素法分别对发酵培养基中的不同碳源、碳源添加量、不同氮源、氮源添加量以及氯化钠添加量、磷酸二氢钾添加量、硫酸镁添加量和pH进行探究,研究各因素对产酶的影响.在单因素实验的基础上,通过Plackett-Burman试验确定Cobetia sp.20发酵培养基中影响产酶的主要因素.通过响应面试验建立回归方程.研究结果表明,Cobetia sp.20最优发酵培养基配方为褐藻胶15.00 g/L、硫酸铵7.50 g/L、氯化钠15.00 g/L、硫酸镁0.50 g/L、磷酸二氢钾5.30 g/L、硫酸亚铁0.01 g/L、pH值7.58.优化后酶活为142.79 U/mL,比优化前提高了 26.36％.褐藻胶裂解酶活的提高,为褐藻胶裂解酶的工业化生产提供了参考.

面对能源危机和气候变化,改变能源结构、发展可再生的替代能源已迫在眉睫.生物乙醇作为最有发展前景的替代能源,在几十年的发展中产能迅速增长.与此同时,传统生物乙醇所带来的与人争粮争地等问题也逐渐凸显,促使人们寻找新的可持续发展的替代原料.褐藻具有生长迅速、产量大、成本低、预处理简单、不影响食品供应、环境友好等特点,有望成为新一代生物乙醇的原料.本文介绍了第一代、第二代生物乙醇的发展与瓶颈,及褐藻生物乙醇的优势及研究进展.

铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是临床上三大机会致病菌之一,可导致多种急慢性感染.铜绿假单胞菌感染人体后,往往会转变成过量产生乙酰化褐藻胶的黏液型细菌,并形成生物被膜(biofilm).一旦形成生物被膜,细菌将具有极强的抗生素耐药性和逃避机体免疫系统攻击的能力,造成临床上难治性、持续性感染.乙酰化褐藻胶是P.aeruginosa生物被膜的主要成分,决定了生物被膜的结构与功能.因此,本文从乙酰化褐藻胶的生物合成途径及调控机制、在细菌中的生物学功能及作为抗菌药物开发靶点等几个方面进行了综述.

随着大型褐藻生产燃料乙醇以及褐藻寡糖重大药用价值的发现,褐藻胶裂解酶成为国内外多个领域的研究重点.文中对解藻酸弧菌上与褐藻胶降解相关的5个基因分别进行克隆表达,通过SDS-PAGE和酶活性定量测定,发现该基因簇中的4个基因有降解褐藻胶活性.对酶活最高的rAlgV3进行了诱导条件的优化、酶蛋白纯化及酶性质研究,发现优化诱导条件后重组酶rAlgV3的酶活由2.34x 104 U/L上升为1.68× 105 U/L,比优化前提高了7.3倍;对酶性质进行表征发现该酶在4-70℃均有活性,最适反应温度为40℃,在4-20℃酶相对稳定;该酶在pH 6.5-9.0环境下均有较高的酶活,最适pH为8.0;pH稳定性好,在pH 4.5-9.5环境下可以稳定存在;适量的NaC1浓度和Fe2+、Fe3+等离子具有促进酶活的作用,SDS和Cu2+离子可明显抑制酶活力.对该酶的底物特性的研究发现,该酶不仅可以降解褐藻胶中的Poly-M片段,也能降解Poly-G片段,具有广泛底物特性;其降解海藻酸钠主要释放二糖和三糖,是一种内切酶.该酶对于第三代燃料乙醇的发展及褐藻寡糖的生产具有重要作用.

目的 对褐藻胶裂解酶基因aly-cob进行外源表达,并优化诱导条件以实现褐藻胶裂解酶的高效表达.方法 以产褐藻胶裂解酶菌株Cobetia sp.WG-007为出发菌株,对克隆得到的褐藻胶裂解酶基因进行稀有密码子改造,构建重组质粒pET-28a(+)-aly-cob,在宿主Escherichia coli BL21 pLysS中进行诱导表达,对发酵培养基、异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)、诱导温度、诱导时机、诱导浓度及诱导时间进行系统优化以提高酶活.结果 构建了重组菌E.coli BL21 pLysS/pET-28a(+)-aly-cob,最适培养基为SB培养基,最佳诱导条件为OD600为1.0时加入终浓度为0.1 mmol/L的IPTG,在22℃下诱导24h后酶活可达2 403.93 U/mL.结论 成功对优化后的褐藻胶裂解酶基因aly-cob进行外源表达,经诱导表达条件优化后酶活为野生菌酶活的15倍,更具有工业化应用的潜力.

鉴定一株从红树林土壤中分离的产褐藻胶裂解酶菌株HB12274,并优化其培养条件使之产生高活性的胞外褐藻胶裂解酶.依据形态学、生理生化特性和16S rDNA序列分析对菌株HB12274进行鉴定;设计单因素和正交试验优化菌株HB12274产胞外褐藻胶裂解酶的培养条件.菌株HB12274鉴定为解淀粉芽孢杆菌植物亚种Bacillus amyloliquefaciens subsp.plantarum;菌株HB12274产褐藻胶裂解酶的最适发酵条件为:褐藻酸钠5.0 g/L、蛋白胨6.0 g/L、NaCl 15.0 g/L、CaCl2 1.0 g/L、初始pH6.0,30℃发酵培养42 h.在最优培养条件下,菌株HB12274最大酶活性可达721.2U/mL,与优化前酶活力相比提高了2.95倍.本研究获得菌株Bacillus amyloliquefaciens HB12274的最适产酶条件,为该菌的进一步研究应用提供参考.

[目的]筛选一株能降解褐藻胶的菌株,并优化产酶条件以提高褐藻胶裂解酶活力.[方法]从漳州海域采集到海水和海泥,以海藻酸钠为唯一碳源,通过富集培养、初筛、复筛筛选到一株能够降解褐藻胶的菌株.依据16S rRNA序列分析、生理生化特征、菌体形态及菌落特征对该菌进行鉴定.通过单因素和正交试验对该菌的产酶条件进行优化.[结果]该菌属于海科贝特氏菌,命名为Cobetia marinaHQZ08.该菌株最佳的产酶培养基组成为:海藻酸钠7.00 g/L、蛋白胨3.00 g/L、NaCl 30.00 g/L,K2HPO4·3H2O 1.25 g/L.最佳发酵条件为:接种量2％,接种龄12h,培养基起始pH为7.0,培养温度25℃,培养时间24 h.优化后褐藻胶裂解酶活力达到68.5 U/mL,TLC法分析酶解产物为褐藻胶寡糖.[结论]HQZ08菌株可以用于降解褐藻胶,产生聚合度为2-6的褐藻胶寡糖.

褐藻胶是广泛存在于褐藻中的一类多糖, 降解为褐藻寡糖后能表现出更多的生物活性.从海洋样品中筛选出产褐藻胶裂解酶芽胞细菌16株, 基于形态、生理生化特征和16S r DNA系统发育分析初步鉴定菌株HB12274为解淀粉芽胞杆菌植物亚种 (Bacillus amyloliquefaciens subsp.plantarum) .TLC结果显示, 海藻酸钠经粗酶液降解形成2～7聚合度的褐藻寡糖和单糖, 菌株与马尾藻叶片共培养时能明显降解叶状体结构.为褐藻胶裂解酶的生产和工业应用提供了新的菌株来源.

为了提高类芽胞杆菌新种HB172198产褐藻胶裂解酶活力,本研究采用响应面法对该菌株液体发酵培养基进行了优化实验.在单因素实验和Plackett-Burman试验筛选出海藻酸钠、胰蛋白胨、NaCl、MgSO4·7H2O等4个显著影响产酶因素的基础上,通过Box-Behnken设计及响应面法进行回归分析,得出产褐藻胶裂解酶最佳发酵培养基,其成分为:海藻酸钠7.50 g/L、胰蛋白胨13.57 g/L、NaCl 29.75 g/L、MgSO4·7H2O0.08 g/L.优化条件下该菌株最大酶活性达14.60U/mL,是优化前的1.87倍.本研究为菌株HB172198产褐藻胶裂解酶的大规模生产和工业应用提供了重要的理论依据.

褐藻胶裂解酶是制备生物活性寡糖的重要功能酶,在食品、农业、工业等行业中具有重要应用价值.本研究以交替单胞菌属新种HB161718为出发菌株,在单因素实验基础上,通过Box-Behnken设计及响应面法优化获得该菌的最佳产酶培养基:海藻酸钠7.23 g/L,蛋白胨7g/L,NaCl 23.11 g/L,K2-HPO4 0.1 g/L,MgSO40.1 g/L,优化条件下酶活力为(54.28±3.47) U/mL,达到优化前的1.59倍.为进一步提高酶活性,通过分子生物学方法实现了褐藻胶裂解酶alg2951在大肠杆菌中的外源表达,纯化后的酶活性为636 U/mL,达到原始菌株酶活的18.6倍.本研究为褐藻胶裂解酶的工业生产提供了新的来源.