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几丁质,作为自然界唯一大量存在的碱性多糖,是继蛋白质、碳水化合物、脂肪、纤维素和矿物质五大生命要素后的第六生命要素。N-乙酰氨基葡萄糖及几丁寡糖作为几丁质水解产物可广泛应用在食品、环境、化工、医药等许多领域,且需求量日益加大。本文将Lactococus lactis ssp.lactis IL1403菌株中的几丁质酶基因与表达载体pETM-11连接,构建大肠杆菌工程菌,表达、分离纯化重组蛋白LlChi18A,并研究其酶学性质及产物,利用该酶降解废菌丝体制备几丁寡糖。具体研究内容与结果如下:(1)重组E.coli BL21(DE3)/pETM-LlChi18A的诱导条件经优化得到最佳诱导温度为25℃,诱导时间为12 h,IPTG诱导剂的终浓度为0.05 mmol/L,在该诱导表达条件下,表达出的几丁质酶LlChi18A分子量约54 KDa,且该蛋白部分可溶。(2)对LlChi18A重组蛋白的酶活性质研究表明:其最适pH 3.8左右,最适温度37℃左右;当浓度为10 mmol·L-1时,金属离子Zn2+、Cu2+、Co2+和Mn2+强烈抑制几丁质酶的活性。同时,Ni2+的浓度在5和10 mmol·L-1时强烈抑制几丁质酶的活性;随EDTA浓度的降低,几丁质酶的活性逐渐升高;1 mmol·L-1Na+、Mg2+和5 mmol·L-1 Ba2+、Li+对几丁质酶的活性有促进作用。其他金属离子(Ca2+、K+)对酶活性的影响的较弱。(3)以胶体几丁质为底物时,几丁质酶LlChi18A的最适温度为40℃;最适pH为5,Km和Vmax分别为2.913mg·mL-1和2.836μmol·min-1·mg-1。以水溶性壳聚糖为底物时,几丁质酶LlChi18A的最适温度为60℃;最适pH为7,Km和Vmax值分别为4.04 mg·mL-1和222.2μmol·min-1·mg-1,降解作用较强,降解速率较快,温度稳定性较好。Ni2+、Mg2+、Ca2+、Zn2+对胶体几丁质的降解有明显的促进作用。但对水溶性壳聚糖的降解没有促进作用,且Ni2+和Zn2+有一定的抑制作用。Tween-80对降解胶体几丁质起一定的促进作用,而不同浓度SDS对酶的活性有抑制作用,且浓度越高抑制作用越强。(4)对降解产物进行分析知该酶为内切几丁质酶,胶体几丁质的产物主要为几丁二糖和单糖,而对水溶性壳聚糖的降解产物除单糖、几丁二糖外,还存在其他单元结构的甲壳寡糖。(5)以几丁质酶和蜗牛酶的协同降解,将废菌丝体中的几丁质直接降解为几丁寡糖,反应4天的产率为33.5%。随着反应时间的增加,其几丁寡糖的产率将有所提高。