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本研究根据毕赤酵母密码子偏爱对来自地芽孢杆菌的木聚糖酶基因进行优化,将优化的基因克隆到pGEM-T上。然后用EcoRⅠ和NotⅠ将重组质粒pGEMT-xyl进行双酶切,回收xyl基因片段,克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K中,得到重组质粒pPIC9K-xyl。将重组质粒pPIC9K-xyl用SalⅠ线性化后用电转化的方式导入到宿主毕赤酵母中,筛选获得重组基因工程菌P. pastorisGS115/xyl;最后,依次采用单因子实验、Plackett-Burman(PB)设计、最陡爬坡实验及响应面设计相结合的方法,在摇瓶发酵的基础上对重工程菌发酵产木聚糖酶的条件进行优化。主要内容如下:1.根据毕赤酵母密码子偏爱将实验室保存的原始基因进行优化,PCR扩增合成全长木聚糖酶基因。2.将优化的木聚糖酶基因与表达载体pPIC9K分别用酶EcoRⅠ和NotⅠ进行双酶切,经连接得到重组质粒pPIC9K-xyl。3.将经SalⅠ酶切线性化后的pPIC9K-xyl重组质粒电转化到毕赤酵母宿主菌GS115中,在基本培养基(MD)平板上初步筛选到阳性菌落,通过PCR进一步鉴定筛选得到重组工程菌GS115/xyl。根据G418抗性筛选出高拷贝的阳性转化子,再将高拷贝的阳性转化子转移到含有0.05%木聚糖的缓冲甲醇培养基(BMMY)平板上,挑选产水解圈大的阳性转化子作为高产木聚糖酶的出发菌开展研究。4.对筛选到的产酶高的重组菌产的木聚糖酶进行了酶学性质的研究。该木聚糖酶最适反应pH为8.8,最适反应温度为65℃;为了研究该木聚糖酶的温度稳定性和pH稳定性将酶放在在高温或者强碱条件下一个小时后测定残留酶活性率较低,说明木聚糖酶在强碱或者高温下不稳定。5.在摇瓶培养基础上采用单因子实验确定了初始最优发酵产酶条件为:pH=6.9、大豆蛋白胨为1.5%、酵母浸膏为2.5%、甲醇为1%、硫酸镁为0.1%、硫酸钙0.05%、硫酸铵为1.25%、28℃培养5天;利用Plackett-Burman设计筛选出影响产酶的三个显著因素:甲醇、酵母浸膏、硫酸钙。用最陡爬坡路径逼近最大响应区域后,再结合Box-Behnken设计和响应面分析法对筛选到的显著因素进行优化,得出显著因素的最优条件为:甲醇26ml/L,酵母浸膏48g/L,硫酸钙1.049g/L。预测木聚糖酶活能达到65.732U/ml,验证实验证明在最优条件下,木聚糖酶活达到66.2421U/ml。实际测得的酶活与预测酶活相近,比优化前菌株发酵产量提高了1.15倍。