嗜热拟青霉J18木聚糖酶的纯化和性质

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本文以新筛选到的嗜热拟青霉J18为木聚糖酶生产菌株,研究了其液态发酵产酶条件及木聚糖酶的纯化和性质,主要结果如下: 以嗜热拟青霉J18为出发菌株,研究了液态发酵产酶条件。木糖、低聚木糖和木聚糖均能诱导木聚糖酶的合成;玉米芯为碳源和诱导物能够得到较高的产酶量。经摇瓶发酵实验优化:以胰蛋白胨为氮源,初始pH7.5,50℃下培养5d,木聚糖酶浓度达1276u/mL,这表明该菌株能够利用廉价的玉米芯生产木聚糖酶,同以木聚糖为碳源相比,降低了生产成本。 以嗜热拟青霉发酵液为粗酶液,经硫酸铵沉淀、凝胶过滤层析、离子交换层析,得到了经SDS-PAGE确认的纯酶,纯化过程中酶活回收率为38.3%,纯化倍数为2.4,纯酶比活为1229.4u/mg。SDS-PAGE法测定酶的分子量为25.8kDa;经高碘酸-Schiff法染色表明该酶为糖蛋白,糖含量约为21%;该木聚糖酶富含甘氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等。 本研究的木聚糖酶属耐热木聚糖酶,其最适反应温度为75~80℃,75℃下处理30min仍然稳定;最适pH为6.5~7.5,在pH6.0~11.0范围内稳定,表现出了优良的耐碱性。对酶活起明显抑制作用的物质包括:Mn2+、Mg2+、Ni2+和EDTA;对酶活起促进作用的金属离子有Fe2+、Ag+、Fe3+。该木聚糖酶具有很强的底物专一性,对木聚糖以外的多糖均没有活性,也没有糖苷酶活性。该酶水解木聚糖的产物以木二糖、木三糖为主,不含木单糖,所以适合用于生产低聚木糖。它虽然不能作用于木二糖、木三糖,但水解木四糖、木五糖生成木二糖、木三糖,这说明该酶为内切木聚糖酶,且具有转糖苷活性。以桦木木聚糖、榉木木聚糖、水溶性燕麦木聚糖和水不溶燕麦木聚糖为底物,动力学参数Km值分别为1.6mg/mL,2.4mg/mL,2.0mg/mL和11.8mg/mL。
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