论文部分内容阅读
果胶酶应用于多种行业,现已成为重要的工业应用酶。果胶酶广泛存在于植物及多种微生物中,包括原果胶酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶裂解酶、果胶酯酶。近些年对于果胶酶进行了大量的研究,主要包括生产菌株的筛选、育种、鉴定、发酵、酶的分离纯化、酶学性质以及应用等方面的研究。增大了果胶酶的深入研究,增加了在食品、纺织、环境、医药等领域的应用,从而使资源得到循环利用,有利于人体健康、环境保护和减缓能源危机等,具有极大的经济效益和社会价值。果胶甲酯酶催化果胶的甲氧基,可以改变果胶主链甲酯的数量和分布,将果胶转变成果胶酸,可以增加下一步其它果胶酶作用效果。本研究从Clostridiumphytofermentans ISDg基因组扩增出果胶甲酯酶基因,克隆到pET-20b载体上,将得到重组质粒分别转入到大肠杆菌BL21、BLP(DE3)、Origami B(DE3)三个表达宿主菌中进行蛋白表达,Origami B(DE3)宿主菌中表达的可溶性蛋白高于其他两个宿主菌。利用pET-20b载体上的组氨酸标签,进行镍柱亲和层析的蛋白纯化。果胶裂解酶通过β-氧化作用直接使高度甲酯化的果胶内部糖苷键断裂,不需要果胶酯酶脱甲酯化作用,在果胶降解过程中起重要作用。本研究将果胶裂解酶重组质粒PL3/pET-20b,分别转入到大肠杆菌BL21、BLP(DE3)、Origami B(DE3)三个表达宿主菌中进行蛋白表达,BL21宿主菌中表达的可溶性蛋白高于其他两个宿主菌。重组果胶裂解酶基因来源于嗜热的菌种,因在70℃处理可去除部分杂蛋白,损失少量的目的蛋白。利用镍柱亲和层析纯化蛋白。将纯化的蛋白透析后进行性质表征,重组果胶裂解酶与不同pH的底物反应,最适反应的pH值在9.5,pH在8.5~10之间显示了相对活性在70%以上,表明此酶为碱性果胶裂解酶。反应液放置到不同温度水域中孵育,在75℃时酶的活性最高,将重组果胶裂解酶放置在60℃水域中孵育8h后,显示了相对活性在80%以上,此酶为嗜热的果胶裂解酶。反应液加入不同浓度的Ca2+放置到70℃水域中孵育10min,钙浓度为0.75mM时重组果胶裂解酶的活性最佳。当重组果胶裂解酶与底物反应时不加入Ca2+,显示重组的果胶裂解酶没有活性,提示此酶为钙离子依赖型。本研究成功地构建了果胶甲酯酶基因的工程菌,并对果胶裂解酶进行了性质进行了研究,果胶裂解酶具有良好的热稳定性和嗜碱性,为工业应用提供了新酶源。