解淀粉芽孢杆菌淀粉酶催化活力改良及其在枯草芽孢杆菌中的高效表达

解淀粉芽孢杆菌淀粉酶催化活力改良及其在枯草芽孢杆菌中的高效表达

论文摘要

α-淀粉酶(α-amylase)是一类作用于淀粉内部水解其α-1,4糖苷键从而将淀粉水解为糊精、低聚糖和单糖的酶。该类酶已被广泛应用于面包生产及洗涤等工艺中。从分子水平上改造淀粉酶,以提高水解活力及催化效率,已经成为多年的目标,也具有重要的研究意义。以目前广泛应用的来源于解淀粉芽孢杆菌的中温中性淀粉酶BAMYA出发,通过理性设计在该淀粉酶的C端结构域设计突变位点,利用定点突变提高其水解活力,并在枯草芽孢杆菌中实现高效表达。野生型酶BAMYA的最适作用温度和pH分别为55℃和6.0,比活为6 835 U/mg。突变体BAMYA-L473K/K474H/N475K最适作用温度为60℃,较野生型提高了5℃,作用的最适p H没有发生变化。突变体比活为10 148 U/mg,比野生型提高48%。野生型BAMYA和突变体BAMYA-L473K/K474H/N475K的Km值、催化效率分别为3.58 mg/mL和2.21 mg/mL,以及1 577 mL/(s·mg)和4 760 mL/(s·mg)。催化效率较野生型相比提高了2倍以上。该突变体应用于工业生产可有效提高其水解效率,降低应用成本。

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 材料
  •     1.1.1 菌株与质粒
  •     1.1.2 培养基
  •     1.1.3 试剂及仪器
  •   1.2 方法
  •     1.2.1 穿梭质粒pHYP16-Amp-Bamy的构建
  •     1.2.2 序列分析突变体设计
  •     1.2.3 载体pHYP16-BAMYA-L473K/K474H/N475K构建
  •     1.2.4 重组酶BAMYA及突变体BAMYA-L473K/K474H/N475K在芽孢杆菌中的表达及纯化
  •     1.2.5 α-淀粉酶的酶活测定
  •     1.2.6 重组酶BAMYA及突变体BAMYA-L473K/K474H/N475K酶学性质的研究
  •       1.2.6. 1 最适pH和pH稳定性的测定
  •       1.2.6. 2 最适温度与温度稳定性的测定
  •       1.2.6. 3 比活及动力学参数测定
  • 2 结果
  •   2.1 穿梭质粒pHYP16-Amp-Bamy的构建
  •   2.2 序列分析和突变体的构建
  •   2.3 α-淀粉酶BAMYA及BAMYA-L473K/K474H/N475K在枯草芽孢杆菌中的表达及纯化
  •   2.4 重组酶BAMYA及突变体酶学性质测定
  •   2.5 比活及动力学常数测定
  • 3 讨论
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 邱锦,黄火清,姚斌,罗会颖

    关键词: 淀粉酶,定点突变,枯草芽孢杆菌,催化效率

    来源: 生物技术通报 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,农业科技,工程科技Ⅰ辑

    专业: 生物学,一般化学工业

    单位: 中国农业科学院饲料研究所

    基金: “十三五”重点研发计划(2016YFD0501409)

    分类号: TQ925.1

    DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0234

    页码: 134-143

    总页数: 10

    文件大小: 2910K

    下载量: 465

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