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研究证实琼胶寡糖具有多种生物学功能。传统的酸水解制备琼胶寡糖法具有降解产物不均一、环境污染等缺点,制约其工业化应用,而琼胶酶解法具有高效性、反应条件温和、低污染、产物单一等优点,逐渐引起了人们的重视。琼胶酶的主要来源广泛,但主要来源于海洋细菌,筛选获得琼胶酶高产菌株,并对其琼胶酶性质分析,对琼胶寡糖酶解制备法的应用具有理论意义。因此,本论文以琼胶降解高效菌株海洋杆菌MarinobacteradhaerensG4为研究对象,对其琼胶酶性质进行研究。采用卢戈氏碘液染色法观察培养48 h固体平板发现海洋杆菌G4菌落周围具有明显的酶解圈和液化圈,直径分别为2.1 cm和1.2cm。菌株的生长曲线及产酶分析结果表明6-33 h为生长指数期,33-72 h为生长稳定期。在生长指数期胞外琼酶活性随着时间的延长不断提高,15 h达到最大胞外酶相对酶活力为163.88 U/mL。与生长指数期相比,菌株G4进入生长稳定期,其胞外琼胶酶活较高,稳定保持在120 U/mL。采用硫酸铵沉淀和超滤离心等方法制备获得海洋杆菌胞外琼胶酶粗酶液。该粗酶液的LC-MS分析结果表明,34种蛋白被鉴定,其中29种可能与琼胶降解过程相关。这些蛋白根据其功能分为六大类分别为:琼胶酶(1)、ABC转运蛋白(11)、分子伴侣(2)、脱氢酶(4)、抗氧化蛋白(3)和其他蛋白质(8)。其中,琼胶酶的相似蛋白(NCBI的登录号为737500643)的分子量为127.36 kDa,其来源菌株为Aliagarivorans marinus。该相似酶与其他琼胶酶的氨基酸序列相似性仅为57%-62%。采用SDS-PAGE和卢戈氏碘液染色等方法对胞外琼胶酶酶谱进行分析,结果表明2条条带具有琼胶酶活性,主要条带的分子质量约为48kDa,该蛋白的质谱鉴定结果表明该酶为胞外β-琼胶酶,其相似蛋白由955 aa组成,分子量约为127.36 kDa。综合分析推断海洋杆菌G4胞外琼胶酶在胞外分泌的过程中进行转录后修饰。采用TLC法对海洋杆菌G4胞外琼胶酶的酶解产物进行分析,结果表明该琼胶酶的酶解产物单一,为新琼四糖。这表明海洋杆菌G4具有良好的应用前景。采用单因素法和响应面法相结合确定了海洋杆菌G4的最佳产酶条件为培养温度30.64℃,酵母粉浓度0.60 g/L,蛋白胨浓度4.93 g/L,柠檬酸铁浓度0.01 g/L,琼脂粉浓度0.1% (w/v),培养液初始pH值为7.54。以此条件配置培养基培养菌株G4产酶进行验证,获得的胞外琼胶酶活力为216.78U/mL,与预测估计值215.83 U/mL相比,差值较小,表明该模型可信可取。