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常压室温等离子体-EMS复合诱变球毛壳菌产右旋糖酐酶的特性及应用

作者:admin 发布时间:2019/11/08 浏览量:41

    本期为您推荐江南大学工业生物技术教育部重点实验室田亚平研究团队发表在《PROCESS BIOCHEMISTRY》上的一篇文章,原文题目为:Characterization and application of dextranase produced by Chaetomium globosum mutant through combined application of atmospheric and room temperature plasma and ethyl methyl sulfone

文章摘要内容如下:

右旋糖苷酶(α-1,6-D-葡聚糖-6-葡聚糖水解酶)催化右旋糖苷的链内或链尾使其降解为低分子片段,在制糖,食品及制药工业中具有重要应用。目前报道的野生型菌株右旋糖苷酶活性相对较低,因此需要找到有效的方法来创造突变体以提高右旋糖苷酶的产量和酶活。传统的诱变方法,结合合理的筛选过程,是提高代谢物产量的有效方法。

本研究介绍了一种高效、稳定的诱变生产右旋糖苷酶的方法,以及诱变前后酶结构与酶学性质的关系。通过常压室温等离子体和EMS复合诱变野生型球毛壳菌,对突变株进行筛选,获得了右旋糖苷酶生产能力提高且遗传稳定性菌株。右旋糖苷酶的最高产量达到824.73U/mL。突变株与野生型菌株所产右旋糖苷酶的最适pH与温度相同,分别为5.560℃,但是突变株所产的右旋糖苷酶在70℃条件下具有更好的热稳定性。此外,诱变后酶的三维结构略有变化,578位氨基酸残基由His变为Leu,这种三维结构的变化影响了右旋糖苷酶的性质。最后,研究发现右旋糖苷酶对变形链球菌的生长有明显的抑制作用。

常压室温等离子体(ARTP)技术能在大气压及25-40℃的温度下产生氧原子、氮原子及OH自由基等高活性粒子。这项技术的主要作用机制包括改变微生物细胞壁和细胞膜的结构和通透性,以及造成细胞内DNA损伤,这些损伤会显著改变微生物的基因序列和代谢网络。本研究首次将ARTPEMS联用,通过多轮诱变发酵生产右旋糖苷酶,并获得了一株高产右旋糖苷酶菌株,为今后的工业应用奠定了基础。

文章精彩内容如下:

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2 诱变对球毛壳菌右旋糖苷酶生产的影响

Fig.2 Effects of mutagenesis on dextranase production in Chaetomium globosum


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6 野生型(a)与突变型(b)球毛壳菌右旋糖苷酶三维建模和与异麦芽糖的分子对接

Fig.6 Three-dimensional modeling and molecular docking with isomaltose of dextranase from wild-type Chaetomium globosum (a) and C. globosum M101 (b)


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8 右旋糖苷酶对生物膜降解影响的电镜观察

Fig.8 Electron microscopic observation of the effect of dextranase on biofilm clearance