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槐糖脂(Sophorolipids,SL)作为一种糖脂类生物表面活性剂,毒性低,可降解,且环境兼容性较好,广泛应用于石油、环保、医药和食品等领域。槐糖脂不仅具备良好的乳化、分散和增溶等理化特性,且一些特殊类型的槐糖脂所具有抗菌、抗炎和抗肿瘤等生物活性,这使其在医药领域更具研究价值。然而,槐糖脂并没有如其表现出来的优势那样投入到大规模的工业生产和应用中去。相对于化学表面活性剂,槐糖脂的生产成本相对较高,且槐糖脂产物中成分较为复杂,导致其终产物所具有的物理化学特性依赖于不同类型槐糖脂的组成比例,而这两个因素已成为限制槐糖脂应用的最主要障碍。为了解决槐糖脂产物多样性的问题,本研究利用毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115对球拟假丝酵母Candida bombicola ATCC 22214中的内酯型槐糖脂合成途径中的关键酶——内酯化酶进行异源表达,并将酶应用于体外催化,将酸型槐糖脂转化为更具药用价值的内酯型槐糖脂。在优化酶的诱导表达条件后,以硫酸铵沉淀及His标签亲和层析对酶纯化获得纯度较高的内酯化酶。对纯化后的酶进行相关酶学性质表征,并测定其体外催化酸型槐糖脂内酯化反应的模式及最适酶促反应条件;为了降低生产成本,采用玉米秸秆为原料,以固体酸对其进行预处理,并确定了水解液制备的最佳工艺;再以水解液为底物,利用C.bombicola ATCC 22214发酵生产槐糖脂,探究了疏水性碳源、氮源、金属离子、初始pH和发酵温度等因素对槐糖脂发酵的影响,达到玉米秸秆转化为高附加值槐糖脂的目的。研究结果如下:(1)将C.bombicola ATCC 22214中的内酯化酶基因进行了克隆并成功构建了重组毕赤酵母GS115/pPICZαB-CBLE,经甲醇诱导后实现了内酯化酶的高效异源表达;(2)GS115/pPICZαB-CBLE表达内酯化酶的最佳条件为:诱导温度是16℃,起始接菌细胞量2.18×108个,甲醇浓度是0.50%(v/v),诱导时间是60 h,目的蛋白的浓度可达2.41 g/L;(3)通过对GS115/pPICZαB-CBLE表达的内酯化酶的酶学性质进行了表征,得到以下结果:酶催化反应的最适pH为5.0,在pH 4.07.0范围内,内酯化酶具有较好的pH稳定性;酶催化反应的最适温度为25℃,在20℃内酯化酶保持良好的热稳定性;金属离子和EDTA对内酯化酶的酶活力无明显的抑制或促进作用;(4)在利用重组毕赤酵母GS115/pPICZαB-CBLE表达的内酯化酶体外催化酸型槐糖脂的反应中,当酸型槐糖脂的浓度为8 mM,温度为25℃,pH为5.0时,内酯化酶催化酸型槐糖脂的最大转化率为16.90%;(5)玉米秸秆水解液制备的最佳脱毒的工艺条件是以2%活性炭在80℃下处理20min,再于80℃下蒸发浓缩;脱毒且浓缩的玉米秸秆水解液进行槐糖脂的发酵,内酯型和总槐糖脂的产量分别提高了231.78%和106.91%;(6)通过对槐糖脂的发酵条件进行优化,获得了最佳发酵条件:疏水性碳源为6%(v/v)油酸,氮源为0.45%(w/v)硝酸铵,金属离子为0.075%(w/v)Fe2+,pH值为3.0,发酵温度为28℃。在此条件下获得了总槐糖脂的产量为29.09 g/L。