糖化酶1

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植物水解酶

植物水解酶

植物水解酶植物水解酶是植物体内产生的一类酶,可以在水解反应中催化底物的降解。

这种酶能够帮助植物在各种重要生理过程中发挥作用,包括种子发芽、叶片老化、植物防御等。

下面将介绍植物水解酶的几个重要类型及其相关参考内容。

1. 淀粉酶/糖化酶:这是一类植物水解酶,能够水解淀粉和其他多糖,使其转化为可溶性糖。

淀粉酶在植物中起到重要的能量储存和供应作用。

相关参考内容包括:- Niittylä, T., Messerli, G., Trevisan, M., Chen, J., Smith, A.M. & Zeeman, S.C. (2004). A previously unknown maltose transporter essential for starch degradation in leaves. Science, 303(5662), 87-89.- Miao, S., Lv, Y., Li, P., Yin, X., Gao, J., & Wang, Y. (2018). Characterization of a glucanase gene from rice and its expression in response to biotic and abiotic stresses. Plant Molecular Biology Reporter, 36(4), etail number: 65.2. 蛋白酶:这些酶能够水解植物细胞中的蛋白质,参与细胞的正常代谢途径。

同时,在植物的生长和发育过程中,蛋白酶也发挥重要作用。

相关参考内容包括:- Chen, Y., Lv, Q., Wang, Y., & Tian, Y. (2020). Classification and potential biotechnological applications of plant proteases. Journal of Biotechnology, 326, 177-189.- Zeng, T., He, X., Tian, Z., Xia, X., & Yin, W. (2019). Identification and characterization of a novel aspartic protease gene in rubber tree (Hevea brasiliensis). Journal of Plant Physiology, 235, 79-87.3. 脂肪酶:这些酶参与植物体内脂质的水解过程,使其转化为辅助生长的营养物质。

α-淀粉酶

α-淀粉酶

α-淀粉酶在结构上的相似性使人们相信它们具有相似的 催化机制。McCarter、Davies均提出α-淀粉酶的催化过 程包括三步,共发生2次置换反应。第一步,底物某个 糖残基要先结合在酶活性部位的-1亚结合位点,该糖基 氧原子被充当质子供体的酸性氨基酸(如Glu)所质子化;第 二步,-1亚结合位点的另一亲核氨基酸(如Asp)对糖残基 的Cl碳原子进行亲核攻击,与底物形成共价中间物,同 C 时裂解Cl-OR键,置换出底物的糖基配基部分;第三步, 糖基配基离去之后,水分子被激活(可能正是被刚去质 子化的Glu所激活),这个水分子再将Asp的亲核氧与糖残 基的C1之间的共价键Cl-Asp水解掉,置换出酶分子的Asp 残基,水解反应完成。在第二次置换反应中,如果进攻 基团不是水分子,而是一个带有游离羟基的糖(寡 糖)ROH,那么酶分子的Asp残基被置换出后,就发生了 糖基转移反应而非水解反应。
在米曲霉的Taka-淀粉酶A(TAA)中,在活性部 位发现有三个酸性氨基酸残基,Asp206, Glu230,Asp 297,定点突变研究发现它们 是催化所必需的氨基酸。研究发现TAA中这 三个催化所必需的氨基酸在其它的α-淀粉酶 以至于α-淀粉酶家族中也是共有的。
Tonozaka(1993)通过对不同来源的37个α-淀粉酶基因分支酶基因,异 淀粉酶基因等进行同源序列的比较,微生物与动物和植物产生的α-淀 粉酶的氨基酸序列之间的同源性不超过10%,但发现这些淀粉酶有 ABCD四个区域有高度的保守性,推测这些保守区域与其底物的结合 或催化中心有关。 尽管不同来源的α-淀粉酶在氨基酸序列上是不同的,但它们却共同拥 有相同的基本次级结构,如(β/α)8结构(亦称之为TIM-桶)——由8个螺 旋包围8个β-折叠组成的筒状结构。该结构被认为具有催化能力的结 构。 YJanec k,S.通过对α-淀粉酶家族研究发现大部分α-淀粉酶除了含有 八个(β/α)桶状结构的催化中心(domain A)外,还包括domains B、C和 D。其中domain B具有三个β折叠和三个α螺旋,长度和结构随来源的 不同而变化。Domain C区是催化区域后面的区域,主要由β折叠组成, 该区被认为有保护催化中心疏水氨基酸的稳定性的作用。 另外,有一些α-淀粉酶包含一个没有催化功能的淀粉结合位点(starchbinding domain)。 此外,几乎所有α-淀粉酶都是金属酶,每个酶分子至少含有一个钙离 子,钙离子使酶分子保持适当的构象,从而维持其最大的活性和稳定 性。

糖化酶的研究进展及趋势

糖化酶的研究进展及趋势

27 Blair H.T.e t al.,Synaptic plasticity in the lateral a mygdala:a cellarhypothesis of fear conditioning.Learning and Me mory,2001;8:227 242 28 Miller R.R.,Matzel L.D.M e mory involves far more than cons olidation .Nature Re views neurosc ie nce,2000;1:214 21629 Kim J.J.,Fanselow M.S.Modality specific retrograde amnesia of fear.Science,1992;256:675 67730 Phillips,R.G.,LeDoux,J.E.Differential contributi on of amygdalaand hippocampus to cued and contextual fear conditioning.Behav.Ne u rosci.,1992;106:274 8531 Selden N.R.,Everi tt B.J.,Jarrard L.E.,Robbins plementary roles for the amygdala and hippocampus i n aversive condi ti oning to explicit and c onte xtual cues.Neuroscience,1991;42:335 5032 Abeliovich A.,Paylor R.,Chen C.,Kim J.J.,Wehner M.,Tonega waS.P KCg mutant mice exhibi t mild deficits in s patial i n spatial and con textual learni ng.Cell,1993;75:1263 7133 Maren S.,Aharonov G.,Fanselo w M.S.Neurotoxic lesi ons of the dorsalhi ppocampus and Pavlovian fear conditioning i n rats.Behav.Brain Re s.,1997;88:261 27434 Frankland P.W.,Cestari V.,Fili pkowski R.,McDonald R.J.,Sil va A.J.The hippocampus i s essential for contextual discrimi nati on but not for context recognition in mice.Behav.Neurosci.,1998Progress in the Reseach of LTP in Hippcampus Chen Guifen ,Lin LongnianGraduate Stude nt, Associate Pro fessor,Li fe Scie nce Sc hool,East Chi na Normal U ni versity,Shanghai200062Key word hi ppcampus,long term potentiation,LTP,ass ociative learni ng, memory contextual fear condi tioning糖化酶的研究进展及趋势*武金霞 王 沛 李晓明 (河北大学生命科学学院)*全国大学生 挑战杯 资助项目关键词 糖化酶 酶洛力 多型性 结构基因阐述了糖化酶的产生菌分布,不同菌株糖化酶的多型性,提高糖化酶酶活力水平的方法,糖化酶基因工程现状以及对糖化酶研究的未来趋势.葡萄糖淀粉酶(Gluco amylase EC3.2.1.3)又称 -淀粉酶,简称糖化酶(缩写GA或G),是最重要的工业酶制剂之一,它是一种外切型糖苷酶,从淀粉的非还原性末端依次水解 -1,4糖苷键,切下一个个葡萄糖单元,并像 -淀粉酶一样,使水解下来的葡萄糖发生构型变化,形成 -D-葡萄糖.对于支链淀粉,当遇到分支点时,它也可以水解 -1,6糖苷键,由此将支链淀粉全部水解成葡萄糖.糖化酶也能微弱水解 -1,3连接的碳链,它一般都能将淀粉百分之百地水解生成葡萄糖,因此被广泛地应用于酒精、白酒、抗生素、氨基酸、有机酸、甘油、淀粉糖等工业中,是我国产量最大的酶制剂产品.一、糖化酶多型性的研究20世纪80年代,对于糖化酶的研究发展极快,主要集中于糖化酶菌株的分离及其纯化工作.长期研究证明,糖化酶广泛地分布在微生物中,主要存在于黑曲霉、米曲霉、根霉等丝状真菌和酵母中,同时也存在于人的唾液、动物胰腺及细菌中.已报道的产糖化酶真菌微生物有23个属35个种;细菌有3属3种[1]. 真菌产糖化酶组分多型性是常见的,Rhizo pus nivenus 和Chalara paradoca[2,3]可分别产生5种和6种活性组分.陈冠军、罗贵民等人[4]采用硫酸铵分级沉淀,DEAE-纤维素离子交换层析、Sephadex G-150凝胶过滤等方法,从黑曲霉AS3.4309变异株B-11的发酵液中分离出三种电泳均一的糖化酶G 、G 、G ,其相对分子质量分别为27000、53000和67000;等电点分别为3.38、3.59和3.52;分子含糖量分别为8.7%、18.3%和13.6%;最适温度均为70 ,实验结果证明,三种同工酶都由一条多肽链组成.相对分子质量小的G 具有完整的催化部位结构,而G 和G 多于G 的那部分肽段,则可能起着稳定活性部位和增强结合底物能力的作用.G 比G 多一个约含100个残基的肽段,这个肽段可能是G 能被生淀粉吸附的原因所在.One等[5]利用固相Acarbose 柱从市售糖化酶(A.niger)中分离出六种活性组分,每种活性组分均可从可溶性淀粉中释放出单一的 -D-葡萄糖终产物.这六种组分的相对分子质量、沉降系数、化学组成、等电点、酶的动力学及其他性质上各异.但Ya suda[6]从Monascus s p.NO.3403中分离出两种组分,电泳和超离心结果证明有同质性、相对分子质量、碳氮含量、161自然杂志 25卷3期科技进展最适pH、最适温度及Km值都非常接近.管汉成、严自正、张树政[7]发现黑曲霉突变株T-21产生的葡萄糖淀粉酶也具有多型性,经凝胶电泳和酶活力显色得到5条以上具有淀粉酶活力的蛋白质带,并从中分离纯化出能被生淀粉吸附和水解生淀粉的G A 和既不被生淀粉吸附又不水解生淀粉的GA .方善康和周凤臻[8]对黑曲霉S4的生淀粉糖化酶进行分离,分离出3个均为酸性糖蛋白的G 、G 和G .糖化酶的多型性可能由下述原因引起:一是基因调控、转录的方式不同;二是蛋白质合成的修饰作用不同,即结合糖量不同;三是在发酵过程中受到自身蛋白水解酶和糖苷酶的作用,由糖化酶的原始形式衍变成糖化酶的.此外培养基的成分和生长条件也对糖化酶组分多型性有影响.二、提高糖化酶活力的研究几十年来我国科研工作者为提高糖化酶的活力进行了不懈的努力,常规的物理及化学诱变的方法仍然是方便有效的途径.谷海先等[9]对黑曲霉A N-149菌进行自然分离、紫外线和NTG的复合诱变处理,得到了一株高产糖化酶的菌株WG-93,经30L发酵罐试验,酶活力达29ku/ml(原糖化酶生产发酵水平为12ku/ml).1993年,李俊刚等[10]对生淀粉糖化菌黑曲霉S-1原生质体采用( 1=260nm, 2=266nm)能量为8mJ的激光直接照射,得到高酶活力的生淀粉糖化酶突变株,比出发株酶活力平均提高37.4%,最高突变株酶活力达到74.5 u/ml,比出发株提高91%.1998年,李俊刚等[11]又以黑曲霉523原生质体为对象,经激光、紫外线和亚硝基胍复合诱变,选育出生淀粉糖化酶高产突变株黑曲霉NL-3,其生淀粉酶活力为156u/ml.王海洪等[12]通过分离和筛选,得到一株分解小麦生淀粉能力较强的黑曲霉,其生淀粉糖化酶活力为171.5u/g, -淀粉酶活力为6.347 u/g.DN A重组技术发展以来,有人尝试将糖化酶基因克隆到埃希大肠杆菌和酵母菌中,构建了糖化酶高产工程菌.近几年来,罗进贤等人[13]将酵母Ty转座子的 序列,黑曲霉糖化酶cD NA及G418抗性基因neo重组进酵母整和型质粒Yiplac128获得含LEU2,ne o双标记基因,糖化酶c DNA的高整和型表达载体YI128D.17N,转化CRF18(YI128D.17N)糖化酶基因在该菌株获得高效表达,产物分泌到胞外.吴晓萍等人[14]将切除了5 端非编码区50碱基对片段的黑曲霉糖化酶GA c DNA与大麦 -淀粉酶基因重组进埃希大肠杆菌-酵母穿梭载体,构建重组表达质粒pMAG11,转化酿酒酵母GRF18,获得含 -淀粉酶和糖化酶双基因的酵母工程菌GRF18(p MAG11),在酵母P GK基因启动子和终止信号的调控下, -淀粉酶和糖化酶基因获得高效表达,99%的表达产物分泌至胞外.三、糖化酶的基因的研究对黑曲霉糖化酶基因的研究有了不断的进展,尤其是对其结构基因和调控序列.Boel等[15]首先从黑曲霉的染色体文库中分离出糖化酶的基因,它含有五个内含子,而泡盛曲霉中含有四个内含子.两种微生物都分泌糖化酶GA 、GA ,两种酶都由单一基因编码,有相类似的氨基末端氨基酸序列,在一级结构和C-端序列长度上稍有不同.唐国敏等克隆了突变株T21的糖化酶c DNA,并进行了测序[16],实现了糖化酶基因在酿酒酵母中的表达[17],并将糖化酶基因整合到酿酒酵母的基因组内,实现稳定表达[18],克隆并测定了糖化酶基因启动子区的功能[19],该课题组[20]在1996年以PCR合成的糖化酶高产菌株黑曲霉T21糖化酶基因5 近端非编码区588 bp(Eco-BamHI)的序列为探针,从T21染色体DNA中克隆到近2.0kb的糖化酶基因5 端非编码区序列,并以此序列为探针,从糖化酶低产菌株黑曲霉3.795(T21的诱变出发株)的染色体DNA中克隆到1.5kb的糖化酶基因5 端非编码区序列,并从该二序列的分析测定中得到,黑曲霉糖化酶基因5 端非编码区被称为 核心启动子 (core promoter)的TA TA AAT框及GCAAT框,分别在翻译起始点的-109bp及-178bp处,高产和低产菌株糖化酶基因5 端非编码区序列的分析比较结果表明,有9个部位的碱基发生了变化.在1998年[21]又对糖化酶高产菌株A.niger T21和原始菌株Aniger3.795的gla A5'上游区的序列进行了分析,证明两者在1.5kb的区域内有九个部位的碱基不同.构建了以T21和3.795gla A基因转录调控区及A.nidulans trpC基因终止子为表达元件的E.colihph基因表达载体(pX H2和pG H1),用pXH2和pG H1分别转化A.niger T21,对两种转化子的HmB抗性水平测定和Southe rn杂交分析显示,在转化子X H2C和G H1C中,pX H2和pGH1以相同拷贝数(2拷贝串联)整合到染色体DNA的相同位置上,XH2C的HmB抗性水平(3000 g/ml)为GH1C(1500 g/ml)的2倍.诱变引起的调控区序列改变使T21黑曲霉糖化酶基因转录调控区的功能水平比3.795提高1倍.国内对糖化酶研究较多的还有关海山等人[22-24],主要研究不同真菌中糖化酶的基因克隆、表达和糖化酶的性质,在挖掘糖化酶资源方面做了大量工作.162 Ziran Zazhi Vol.25No.3科技进展四、扩大糖化酶的应用研究糖化酶是工业上应用最广泛的酶类之一.除了利用糖化酶水解淀粉为葡萄糖而用于制糖业外,现在人们越来越多地开发糖化酶的新型用途.糖化酶在酿酒工业中也有广泛的应用.传统白酒[24]生产用曲中的微生物是依靠自然界带入的,未经筛选,其糖化力较低,耐酸耐热性都较差.糖化酶作用的pH范围为3.0~5.5,最适作用范围为4.0~4.5,这使得白酒酿造过程中酸度不断增加,适宜发酵.糖化酶的应用,使粮醅入酵后发酵升温快,升温幅度大,提高原料的出酒率,缩短发酵周期,降低生产成本.在食用醋[25]生产中,应用TH-AATY和糖化酶,可以解决企业自制酒母质量不稳定和夏季高温等生产难题,使食用醋生产正常进行,它不仅降低了原材料的消耗,减轻了工人的劳动强度,而且显著提高了淀粉利用率和出醋率,得到较好的经济效益.固定化糖化酶应用于糖结晶过程,可以提高糖的出产率[26].今后糖化酶将会被应用于更为广阔的空间.五、糖化酶研究的展望虽然对糖化酶的研究已有多年,但是仍有许多问题尚待进一步探索[27].基础研究领域将主要集中在糖化酶的结构研究,如糖链在糖化酶活性、稳定性及构象状态中所起的作用,进一步阐明糖化酶的多型性原因及糖化酶的热稳定性机制.应用研究之一仍将是进一步提高糖化酶的活力,利用诱变、DNA重组技术或其他方法获得优良菌株,提高糖化酶基因在受体菌中的表达水平等,进一步优化糖化酶纯化工艺及保存条件;另一方面,诱变筛选耐热糖化酶产生菌或克隆耐热糖化酶基因,将是一个重要方向,因为耐热糖化酶在发酵业的应用将会大大降低能源消耗,从而降低生产成本,将给糖化酶在工业中的应用开辟更为广阔的前景.(2002年10月20日收到)武金霞 在职博士生,副教授,河北大学生命科学学院生物技术系,071002王 沛 河北大学生命科学学院2000级生物技术专业学生李晓明 河北大学生命科学学院2000级生物技术专业学生1 陈启和,何国庆.糖化酶及其基因研究进展.微生物学杂志,2000;20(4):46 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6426 杨依军,李多川,沈崇尧.葡萄糖淀粉酶研究进展.微生物学通报,1996;23(5):312 315Progress and Trend of GlucoamylaseWu Jin xia ,Wang Pei ,Li Xiao mingMaste r,Ph.D.Candidate,Sssoc iate Pro fesso r,De partment o f Biote ch nology,Colle ge o f Li fe Sc ienc e,Hebei U nive rsity,Baoding,Hebe i071002 U nde rgraduate,Colle ge o f Li fe sc ie nce,Hebei U nive rsity,Baoding, He be i071002Key word s glucoamylase,enzyme ac tivity,mul titype,s truc tural gene163自然杂志 25卷3期科技进展。

淀粉酶,糖化酶

淀粉酶,糖化酶

糖化酶糖化酶Gluco-Amylase 又称葡萄糖淀粉酶(EC3.2.1.3),是以黑曲霉变异菌株经发酵制得的高效生物催化剂。

糖化酶能在常温条件下将淀粉分子的a-1.4和a-1.6糖苷键切开,而使淀粉转化为葡萄糖。

凡是以淀粉为原料又需糖化的生产过程,均可使用糖化酶以其提高淀粉糖化收率。

不含转苷酶将具有极高的转化率。

其系列产品有固体和液体两种类型,适用于淀粉糖、酒精、酿造、味精、葡萄糖、有机酸和抗菌素等工业.一、产品特性:1、作用方式:糖化酶又称葡萄糖淀粉酶,它能从淀粉分子的非还原性末端水解a—1,4葡萄糖苷糖,生产葡萄糖,也能缓慢水解a—1,6葡萄糖苷键,转化为葡萄糖. 2、热稳定性:在60℃下较为稳定,最适作用温度58—60℃. 3、最适作用:PH4.0—4.5 4、产品质量符合QB1805.2—93标准.二、产品规格. 项目指标固体糖化酶液体糖化酶外观黄褐色粉末褐色液体酶活力5万、10万、15万10万、15万水份(%)≤8 细度(目)80%通过40目酶存活率半年不低于标定酶活三个月不低于标定酶活三、酶活力定义:1克酶粉或1ml酶液于40℃PH4.6条件下,1小时分解可溶性淀粉产生1mg 葡萄糖的酶量为1个酶活单位。

四、应用参考酒精工业:原料经中温蒸煮冷却到58—60℃,加糖化酶,参考用量为80—200单位/克原料,保温30—60分钟,冷却至30℃左右发酵。

淀粉糖工业:原料经液化后,调PH到4.2—4.5,冷却到58—60℃,加糖化酶,参考用量为100—300单位/克原料,保温糖化24—48小时。

啤酒行业:生产“干啤酒”时,在糖化或发酵前加入糖化酶,可以提高发酵度。

酿造工业:在白酒、黄酒、曲酒等酒类生产中,以酶代曲,可以提高出酒率,也普遍用于食醋工业。

其他工业:在味精、抗菌素等其他工业应用时,淀粉液化后冷却到60℃,调PH4.2—4.5,加糖化酶。

参考用量100—300单位/克原料。

淀粉酶生物学中文名称:淀粉酶英文名称:Amylase定义:又称糖化酶,是指能使淀粉和糖原水解成糊精、麦芽糖和葡萄糖的酶的总称。

高转化率糖化酶

高转化率糖化酶

高转化率糖化酶高转化率糖化酶是一种在生物工业领域中具有重要作用的酶类。

它能够有效地将多糖类物质转化为单糖,为生物质资源的利用提供了重要支持。

本文将就高转化率糖化酶的定义、作用机制、应用领域以及发展前景进行探讨。

高转化率糖化酶是一类能够催化多糖水解为单糖的酶类。

多糖是一种高分子化合物,如纤维素、半纤维素等,它们在生物质资源中占据重要地位。

然而,多糖的结构复杂,不易被生物体利用。

高转化率糖化酶通过水解作用,将多糖分解成为单糖,为后续的发酵和生产提供了可利用的碳源。

高转化率糖化酶的作用机制主要是通过裂解多糖的β-1,4-糖苷键,将其分解成为单糖单元。

这个过程需要特定的酶类参与,如纤维素酶、木聚糖酶等。

这些酶类在特定的条件下能够高效地作用,实现多糖到单糖的转化。

高转化率糖化酶在生物工业领域有着广泛的应用。

首先,在生物质资源的利用方面,高转化率糖化酶可以将废弃物转化为生物燃料、生物化学品等有用产品,实现资源的综合利用。

其次,在食品工业中,高转化率糖化酶可以帮助加工食品原料,提高产品的口感和品质。

此外,在医药领域,高转化率糖化酶也有着重要的应用,可以用于生产药物原料和医疗器械等。

随着生物技术和生物工程的不断发展,高转化率糖化酶的应用前景也日益广阔。

未来,随着工程菌株的优化和糖化酶的改良,其效率和产量将进一步提高。

同时,高转化率糖化酶的应用范围也将不断扩大,涉及到更多领域。

可以预见,高转化率糖化酶将在生物工业领域发挥越来越重要的作用。

高转化率糖化酶作为一种重要的酶类,在生物工业领域具有着重要的作用。

其作用机制清晰,应用领域广泛,且具有较好的发展前景。

相信随着科技的不断进步,高转化率糖化酶将在生物工业领域展现出更加重要的地位和作用。

糖化酶

糖化酶

我国糖化酶的研究概况糖化酶是世界上生产量最大应用范围最广的酶类,介绍了糖化酶的结构组成、特性、生产、提取、活力检测以及提高酶活力的研究。

主要的内容包括:一、糖化酶的简介糖化酶是应用历史悠久的酶类,1 500年前,我国已用糖化曲酿酒。

本世纪2O年代,法国人卡尔美脱才在越南研究我国小曲,并用于酒精生产。

50年代投入工业化生产后,到现在除酒精行业,糖化酶已广泛应用于酿酒、葡萄糖、果葡糖浆、抗菌素、乳酸、有机酸、味精、棉纺厂等各方面,是世界上生产量最大应用范围最广的酶类。

糖化酶是葡萄糖淀粉酶的简称(缩写GA或G)。

它是由一系列微生物分泌的,具有外切酶活性的胞外酶。

其主要作用是从淀粉、糊精、糖原等碳链上的非还原性末端依次水解a一1,4糖苷键,切下一个个葡萄糖单元,并像B一淀粉酶一样,使水解下来的葡萄糖发生构型变化,形成B—D一葡萄糖。

对于支链淀粉,当遇到分支点时,它也可以水解a一1,6糖苷键,由此将支链淀粉全部水解成葡萄糖。

糖化酶也能微弱水解a一1,3连接的碳链,但水解a一1.4糖苷键的速度最快,它一般都能将淀粉百分之百地水解生成葡萄糖。

二、糖化酶的结构组成及分类糖化酶在微生物中的分布很广,在工业中应用的糖化酶主要是从黑曲霉、米曲霉、根霉等丝状真菌和酵母中获得,从细菌中也分离到热稳定的糖化酶,人的唾液、动物的胰腺中也含有糖化酶。

不同来源的淀粉糖化酶其结构和功能有一定的差异,对生淀粉的水解作用的活力也不同,真菌产生的葡萄糖淀粉酶对生淀粉具有较好的分解作用。

糖化酶是一种含有甘露糖、葡萄糖、半乳糖和糖醛酸的糖蛋白,分子量在60 000 到1 000 000间,通常碳水化合物占4% 18%。

但糖化酵母产生的糖化酶碳水化合物高达80%,这些碳水化合物主要是半乳糖、葡萄糖、葡萄糖胺和甘露糖。

三、糖化酶的特性1、糖化酶的热稳定性在糖化酶的热稳定性机理及筛选热稳定性糖化酶菌株上。

工业上应用的糖化酶都是利用它的热稳定性。

一般真菌产生的糖化酶热稳定性比酵母高,细菌产生的糖化酶耐高温性能优于真菌。

十种常见的酶制剂

十种常见的酶制剂

十种常见的酶制剂(1)纤维素酶纤维素酶,是由多种水解酶组成的一个复杂酶系,自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶。

习惯上,将纤维素酶分成三类:C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。

C1酶是对纤维素最初起作用的酶,破坏纤维素链的结晶结构。

Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1,4-糖苷键的纤维素酶。

β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。

自1906年Seilliere在蜗牛的消化液中发现纤维素酶至今已有一百余年了,随着在工业上的广泛应用,特别是在纺织工业、能源工业上的应用,纤维素酶已成为最近十几年酶工程研究的一个焦点。

近年来有关纤维素酶的基础研究,包括酶的氨基酸序列、基因的克隆与表达、酶蛋白的空间结构与功能,以及酶蛋白的基因调控等诸多方面都取得显著进展。

到目前为止,登记在Swiss2Protein数据库的纤维素酶的氨基酸序列有649条,基因序列有433条。

我国对纤维素酶的研究始于上世纪50年代,迄今已有50多年的历史。

在纤维素酶的菌种开发、发酵培养、基因的克隆与表达,以及纤维素酶在纺织、能源等方面的应用都取得较大进展. 进入21世纪,利用纤维素酶转化纤维素物质产生葡萄糖进而发酵获得生物乙醇,可以避免对粮食作物的大量损耗,引起了各国政府和研究机构的重视,这其中的关键是纤维素酶的成本问题。

由于纤维素酶发酵活力较低,因此其应用成本也较高。

同时纤维素酶相比其他糖苷水解酶类,比活力至少要低1~2个数量级,如滤纸酶的比活力为1IU/mg左右,CMC的比活力约为10IU/mg[7],从而造成酶的作用效率较低。

这是两个限制纤维素酶应用的瓶颈问题,也是纤维素酶研究的热点与难点。

目前通过传统的菌种诱变和基因工程技术可以较大幅度地提高目的蛋白的表达量,从而提高酶的发酵水平.还可以通过改善发酵条件和工艺,如采用固体发酵来大幅度降低发酵成本。

但是提高酶降解天然纤维素的效率则需要,深入研究纤维素酶的结构与功能以及作用方式,进而对其进行有效改造;或者通过筛选新的产酶菌种,发现具有开发潜力的新酶源.(2)脂肪酶脂肪酶即三酰基甘油酰基水解酶,它催化天然底物油脂水解,生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。

关于糖化酶的应用

关于糖化酶的应用

关于糖化酶的应用
1.我们的糖化酶活力是100000单位/毫升(国标法测的),杰能科和诺维信的糖化酶酶活的测定是由他们自己的方法测的,我们用国标法测定过他们酶活,杰能科和诺维信均为10万单位以上。

单独的糖化酶讲,诺维信的敲除了转甘酶基因,没有转苷酶活性。

杰能科的有较低的转甘酶活性,我们的和杰能科相同。

2.糖化的要求和标准;
1).糖化酶的选择:有二种糖化酶;1,单独糖化酶(如我们的糖化酶)2,
复合糖化酶(糖化酶加普鲁兰酶)。

2)底物的浓度:淀粉液化时的淀粉浓度在30%--35%(质量分数)左右。

3)酶的添加量:酶添加量大可以加快糖化速度,缩短糖化时间。

单独糖化酶的作用结果使其葡萄糖的DX值最高只能达到95%左右,再配合普鲁兰酶的复合糖化酶其DX值也不会超过97%。

单独用糖化酶增加用量只能缩短糖化时间,因为转苷酶也增大,其逆反应也增加了。

4)糖化时间控制:糖化时间由酶的添加量决定。

合理的糖化时间是给酶和淀粉充分反应时间将淀粉彻底分解,时间太短,酶没有充分作用糖化不彻底DX值不高;时间太长,葡萄糖的逆反应增强,产率也下降。

试验证明:考虑葡萄糖产率和酶制剂成本,糖化时间控制在36—48小时为好。

糖化结束立即灭酶,终止反应,抑制逆反应,达到稳定DX值目的。

以上资料来源于杰能科公司段钢老师
供参考,结合工厂实际,即设备、工艺、产品目标等条件应用。

杨建国。

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1. 浅棕色无定型粉末,或为浅棕色至
深棕色液体。
2. 可溶于水,几乎不溶于乙醇、氯仿
和乙醚等有机溶剂。
3. 密度1.2g/cm*3 4.最适温度:60-62℃ 5.最适PH:4.0-4.5左右
分布:糖化酶在微生物中的 分布很广,在工业中应用 的糖化酶主要是从黑曲霉、 米曲霉、根霉等丝状真菌 和酵母中获得,从细菌中 也分离到热稳定的糖化酶, 人的唾液、动物的胰腺中 也含有糖化酶。不同来源 的淀粉糖化酶其结构和功 能有一定的差异,对生淀 粉的水解作用的活力也不 同,真菌产生的葡萄糖淀 粉酶对生淀粉具有较好的 分解作用。
b、糖化酶的pH稳定性 一般糖化酶都具有较窄 的pH值适应范围,但最适 pH一般为4.5~6.5。不同 微生物菌株产生的糖化酶 其耐热性、pH稳定性各不 相同。真菌、细菌产生的 糖化酶由于耐热性较高, 巴氏灭活处理不能使酶失 活,在啤酒生产中易影响 终产品的风味。
c、糖化酶的底物特异性 糖化酶对底物的水解速率不仅取决于酶的分子 结构,同时也受到底物结构及大小的影响。许多 研究表明,碳链越长,亲和性越大是各糖化酶组 分对这些生淀粉的作用能力均小于对可溶性淀粉 的作用能力,估计作用能力均降低与酶对底物作 用的Km值上升有关。同时也表明了糖化酶对底物 的亲和力,除了与酶本身的结构有关外,还与寡 糖链本身的长度有关
2.糖化酶的特性
a、糖化酶的热稳定性 工业上应用的糖化酶都是利用它的热稳 定性。一般真菌产生的糖化酶热稳定性比 酵母高,细菌产生的糖化酶耐高温性能优 于真菌。在50%的淀粉溶液中,70 ℃下酶 完全稳定,而且在10%酒精液中仍很稳定。 即使在85℃c下处理l h其酶活性仍保持50%, 这种酶不受Ca ,EDTA和α-,传统白酒的生产一直沿用固态发酵法, 大多使用淀粉质原料,一般以曲为糖化剂,成本 高、产酒率低是一个普遍存在的问题。据理论分 析,高粱原料出酒率可达55%左右,而实际上, 从清香型、浓香型到酱香型白酒,随着制曲温度 的提高,出酒率只有40%到20%左右,呈明显的 下降趋势。影响出酒率的因素虽然是多方面的, 但主要原因却是因为淀粉质原料的糖化不完全所 致,而糖化是发酵的基础,因而糖化不好就成了 影响出酒率的首要问题。随着白酒工业的发展, 利用糖化酶代替部分曲,以提高出酒率,降低生 产成本,已被众多白酒企业采用。尤其是近几年 活性酵母的出现,更使糖化酶在白酒中的用量飞 速增长。
使用优点
• 1、 糖化酶对设备没有腐蚀性,使用安全.使 用糖化酶工艺简单、性能稳定、有利于各 厂的稳定生产. • 2、 使用糖化酶对淀粉水银比较安全,可提 高出酒率,麸曲法能减少杂菌感染,节约粮食 可降低劳动强度,改善劳动条件. • 3、 使用糖化酶有利于生产机械化,有利于 实现文明生产.
6.在冷冻食品中的应用
一般膨化雪糕中的总固体含量为18%-28%,总固 体含量低会影响膨化雪糕的膨胀率,产品口感变差。要提 高冷冻食品中的总固体含量就势必要增加白砂糖、奶粉、 淀粉、奶油等的用量,从而导致原料成本增加。而只有增 加淀粉的用量,才不至于使原料成本增加太多。但当淀粉 的含量超过3%时,冷冻食品贮藏一段时间后淀粉易发生老 化现象,这也限制了淀粉在冷冻食品中的用量。 如果采用α-淀粉酶对冷冻食品中淀粉进行水解, 并用糖化酶糖化使其生成葡萄糖。由于葡萄糖的增加降低 了原料的冰点,是冷冻食品组织状态更加完善;同时由于 改变淀粉的分子结构,可以防止淀粉老化。这种方法可以 适当降低白砂糖、奶粉、奶油的用量,并增加淀粉的用量, 从而降低了产品的生产成本;同是可使产品的口感细腻、 柔软,质量得到提高。
三、应用
1. 酒精工业:原料经蒸煮冷却到60℃,调PH值至4.0-4.5左 右,加糖化酶,参考用量为80-200单位/克原料,保温3060分钟,冷却后进入发酵。 2. 淀粉糖工业:原料经液化后,调PH值到4.0-4.5左右,冷 却到60℃,加糖化酶,参考用量为100-300单位/克原料, 保温糖化。
二、作用方式、特性
1.作用方式 糖化酶的底物专一性较低, 其主要作用是从淀粉、糊精、 糖原等碳链上的非还原性末端 依次水解α- 1,4糖苷键,切下 一个个葡萄糖单元,并像β-淀 粉酶一样,使水解下来的葡萄 糖发生构型变化,形成β-D-葡 萄糖。对于支链淀粉,当遇到 分支点时,它也可以水解α-1, 6糖苷键,由此将支链淀粉全部 水解成葡萄糖。糖化酶也能微 弱水解α-1,3连接的碳链,但 水解α-1.4糖苷键的速度最快, 它一般都能将淀粉百分之百地 水解生成葡萄糖。
糖化酶

糖化酶
• 什么是糖化酶。
• •
作用方式及特性。 在食品中的应用。
简介
• 糖化酶又称葡萄糖淀粉酶,糖化酶是一种 习惯上的名称,学名为α-1,4-葡萄糖水 解酶(α-1,4-Glucan glucohydrolace)。 糖化酶是由曲霉优良菌种 (Aspergilusniger)经深层发酵提炼而 成。用于以葡萄糖作发酵培养基的各种 抗生素、有机酸、氨基酸、维生素的发 酵;本品还大量用于生产各种规格的葡 萄糖。总之,凡对淀粉、糊精必需进行 酶水解的工业上,都可适用 。糖化酶也 是应用历史悠久的酶类,1 500年前, 我国已用糖化曲酿酒。本世纪2O年代, 法国人卡尔美脱才在越南研究我国小曲, 并用于酒精生产。50年代投入工业化生 产后,到现在除酒精行业,糖化酶已广 泛应用于酿酒、葡萄糖、果葡糖浆、抗 菌素、乳酸、有机酸、味精、棉纺厂等 各方面,是世界上生产量最大应用范围 最广的酶类。
3. 其他工业:在味精、 抗菌素、柠檬酸等其 他工业应用时,淀粉 液化冷却到60℃,调 PH4.0-4.5,加糖化酶, 参考用量100-300单位 /克原料。 4. 啤酒工业:在生产 “干啤酒”时在糖化 或发酵前加入糖化酶, 可以提高发酵度。
5. 酿造工业:在白酒、黄酒、曲酒等酒类生产中, 以酶代曲,可以提高出酒,并应用于食醋工业。 目前,我国食醋酿造仍以传统工业为主,具有 多菌种低温混合发酵的特点。传统酿醋工艺存在 着酒母培养条件差、酒母质量不稳定、原料淀粉 利用率低、出醋率低、高温季节生产不稳定等诸 多生产技术难题。 在发酵工艺中应用耐高温酒用活性干酵母和糖 化酶,活性干酵母具有耐高温、耐酸、抑制杂菌 能力强的特性,能够保证食醋夏季生产的正常进 行,不仅降低了原材料的消耗,而且显著提高了 淀粉利用率和出醋率,具有较好的经济效益。
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