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脂肪酶(lipase,E.C.3.1.3)全称为三酰甘油水解酶,是一类作用于甘油酰酯的重要水解酶,其基本功能是催化三酰甘油水解为甘油和脂肪酸。近年来,脂肪酶以其独特的优势成为人们关注的热点,但对白地霉脂肪酶的研究却几乎未见报道,本研究所用的菌种白地霉(Cryytococcus neoformans)采自新疆天山一号冰川,由新疆农科院微生物所分离鉴定,因其为高海拔冰川冻土带微生物,具有独特的地理位置,自身有着一些适应特殊环境的调节机制,通过对该低温脂肪酶的研究,有助于我们了解该地低温微生物的适应机制以及蛋白质结构和功能之间的关系。通过对影响脂肪酶产生的各种因素进行筛选,其最适产酶条件为:豆油作为碳源,蛋白胨作为氮源,PEG600为表面活性剂,添加MgSO4、FeSO4、ZnSO4, pH8.7培养48小时。该酶粗酶液最适反应温度为35℃,纯化后脂肪酶的最适反应温度约为38℃,较粗酶液高,可能是由于粗酶液中含有其它蛋白,从而对测定的最适反应温度造成一定的影响。纯化前后该脂肪酶的最适pH值相差不大,都在7.0左右。该酶在4℃下保藏活性丧失较快,-20℃和-70℃保藏酶活性均较为稳定,而-70℃适用于短期保存,在-20℃保藏长时间内酶活性最为稳定,适用于长期保存。麦芽糖、乳糖、葡萄糖、甘油和山梨醇能使该酶活性明显提高,但随着保藏时间延长,甘露醇、乙酸钠亦使酶活力明显增加。Ca2+、Fe2+、Cu2+、Mn2+能使低温脂肪酶活性明显提高,Mg2+、Zn2+无明显的激活或抑制作用。在粗酶液中加入10mmol/L的EDTA,低温放置40min后酶活性基本没有变化,初步认为该酶的活性中心没有金属离子,不是金属酶。通过正交实验分别研究了白地霉脂肪酶的双水相萃取和反胶团提取,分别选择了其最优的提取条件,并与传统的硫酸铵沉淀法相比较,初步确定在PEG浓度15%,(NH4)2SO4浓度22.5%,pH8.0,不加NaCl的条件下进行双水相萃取,脂肪酶分离系数和纯化倍数分别为6.8和7.5。在CTAB浓度150mmol/L,相体积比4/2,水相pH8.0,温度40℃的条件下进行反胶团提取,脂肪酶的分配系数达到最大,但其比活力稍有下降,约为原来的0.9倍。采用PMSF、DEPC、WRK等化学修饰剂对纯化后的白地霉低温脂肪酶进行化学修饰,在PMSF浓度为30mmol/L、DEPC浓度为20mmol/L、WRK浓度为60mmol/L时该脂肪酶活性完全丧失,并通过对该脂肪酶的一级结构蛋白质的氨基酸序列预测其空间结构,并进行比对,验证了Ser、His、Asp是该脂肪酶活性中心的组成部分。本研究首次采用双水相萃取和反胶团提取的方法对白地霉脂肪酶进行前期的提取和纯化,通过对影响提取的各种单因素进行研究,进行正交实验分别其得出最优的提取条件,并与传统的提取方法—硫酸铵沉淀法进行对比,双水相萃取法与反胶团法成本较低,可连续操作,有利于大规模的工业化生产,但本实验中发现,反胶团体系使脂肪酶的比活力有一定程度的下降,推测有机溶剂可能对该脂肪酶活性中心的构象有一定的影响;而双水相萃取法可使脂肪酶的分离系数和纯化倍数均达到最大,同时保护了脂肪酶不易于变性,并且成本较低,操作简单,耗时较短,可连续操作并可按比例放大,适于大规模的工业化生产,本实验填补了白地霉脂肪酶反胶团提取和双水相萃取的空白,改进了传统的提取脂肪酶的方法,使用双水相萃取仅用2小时即可完成,与传统的盐析→透析→浓缩的方法(需耗时3天)相比,大大缩短了提取周期,为进一步的深入研究提供了理论依据。本研究根据新疆农科院的前期工作,从GENE Bank里调出白地霉脂肪酶的基因,通过其mRNA反转录得到其cDNA,从而得到其蛋白质一级结构的氨基酸序列,首次采用瑞士蛋白库对该脂肪酶的空间结构进行计算机模拟,由此对其进行化学修饰,验证了Ser、His、Asp是该脂肪酶活性中心的组成部分,这与文献报道的脂肪酶的催化主要由Ser-Asp-His三联体负责相一致。