卡拉胶裂解酶研究进展

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仿生卡拉胶-二氧化硅杂化凝胶固定化醇脱氢酶的开题报告

仿生卡拉胶-二氧化硅杂化凝胶固定化醇脱氢酶的开题报告

仿生卡拉胶-二氧化硅杂化凝胶固定化醇脱氢酶的开题报告一、选题背景醇脱氢酶是一种广泛存在于生物体内的酶类,能够催化醇向酮的氧化还原反应,常用于工业生产中的合成反应和生化分析中的定量分析。

其中,使用固定化醇脱氢酶作为工业催化剂可以提高反应效率和产物纯度,并降低生产成本和污染物排放,因此越来越受到工业界和学术界的关注。

目前,固定化醇脱氢酶的方法有很多,如物理吸附、交联固定化、化学修饰、共价固定化等。

然而,这些方法存在固定化效果不稳定、失活严重、制备成本高等缺陷,难以实现大规模工业生产。

因此,寻找一种新型、高效、稳定的固定化醇脱氢酶材料是十分必要和有价值的。

二、研究内容和目标本研究旨在开发一种仿生卡拉胶-二氧化硅杂化凝胶,并将其用于固定化醇脱氢酶。

卡拉胶是一种天然多糖,具有很好的生物相容性和生物可降解性,能够形成稳定的凝胶结构。

而二氧化硅是一种广泛应用于吸附材料、催化剂等领域的无机材料,具有高比表面积、化学稳定性和表面活性等特点。

由于卡拉胶和二氧化硅具有互补性和协同效应,二者杂化后能够形成更具优势的凝胶材料,并具有很好的生物相容性、生物稳定性和催化活性。

本研究的主要内容包括以下几个方面:1. 制备卡拉胶-二氧化硅杂化凝胶,优化其制备工艺和性能;2. 对比分析卡拉胶-二氧化硅杂化凝胶与单一材料固定化醇脱氢酶的催化效果;3. 探究卡拉胶-二氧化硅杂化凝胶固定化醇脱氢酶的机理和稳定性;4. 实际应用于工业催化反应中,评估其工业应用前景。

本研究的目标是寻找一种新型、高效、稳定的固定化醇脱氢酶材料,在提高反应效率和产物纯度的同时,降低生产成本和污染物排放,促进工业生产和环境保护。

三、研究方法和技术路线本研究将采用以下方法和技术路线:1. 制备卡拉胶-二氧化硅杂化凝胶:选择适量的卡拉胶和二氧化硅粉末,经过一定的预处理后,采用溶胶-凝胶法制备卡拉胶-二氧化硅杂化凝胶,并优化其制备工艺和性能。

2. 固定化醇脱氢酶:将制备好的卡拉胶-二氧化硅杂化凝胶与醇脱氢酶按一定比例混合,通过物理吸附和共价键等方法,固定化醇脱氢酶于凝胶材料中。

卡拉胶的结构_性能_生产及其在饮料工业中的应用

卡拉胶的结构_性能_生产及其在饮料工业中的应用

卡拉胶的结构 性能 生产及其在饮料工业中的应用张乐华,王元兰,李忠海(中南林业科技大学,湖南株洲412006)摘要 介绍了卡拉胶的结构、性能、生产及其在各种饮料中用作稳定剂、悬浮剂、增稠剂等的应用,并且阐述了卡拉胶的发展前景。

关键词 卡拉胶;结构;性能;生产;应用中图分类号 TS 273 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)07-03042-03Study o n the Structure,P ro perties a nd P ro duction of C arrag eenan a nd Its A pplication in Bev erag e I ndustry ZHA NG Le hua et al (Central South Uni versi ty of Fores try and Techn ology ,Zhuzhou,Hun an 412006)Abstract The structure,properties and prod uction of carrageenan and i ts application of bei ng taken as stabilizin g agent,s uspendin g agent,thickeni ng a gent,and so on in all kinds of beverages were in troduced.The develop ment prosp ect of carrageenan was expounded.Key w ords Carrageenan;Structu re;Properties;Produ ction;Ap plication基金项目 中南林业科技大学青年科研基金项目(101 0570)。

作者简介 张乐华(1980-),男,湖南娄底人,硕士研究生,研究方向:森林食物资源开发利用。

卡拉胶寡糖的研究进展

卡拉胶寡糖的研究进展

卡拉胶寡糖的研究进展
朱楠楠;姚子昂;吴海歌;刘媛媛;囤景鑫
【期刊名称】《化学与生物工程》
【年(卷),期】2009(26)10
【摘要】卡拉胶具有抗氧化、抗凝血、抗病毒等多种生理活性,但因分子量过大而影响其溶解性和吸收性,从而使其在生物医药领域的应用受到限制.相对卡拉胶而言,卡拉胶寡糖分子量小、溶解性好,稳定性和安全性有所改善,在生物医药领域表现出诱人的应用前景.综述了卡拉胶寡糖的研究进展,涉及卡拉胶寡糖的制备方法、分离和分析方法、生物学活性等方面.
【总页数】4页(P9-12)
【作者】朱楠楠;姚子昂;吴海歌;刘媛媛;囤景鑫
【作者单位】大连大学辽宁省生物有机化学重点实验室,辽宁,大连,116622;大连大学辽宁省生物有机化学重点实验室,辽宁,大连,116622;大连大学辽宁省生物有机化学重点实验室,辽宁,大连,116622;大连大学辽宁省生物有机化学重点实验室,辽宁,大连,116622;大连大学辽宁省生物有机化学重点实验室,辽宁,大连,116622
【正文语种】中文
【中图分类】Q533
【相关文献】
1.卡拉胶寡糖对冷冻南美白对虾的抗冻保水作用 [J], 吴海潇;张宾;史周荣;房传栋;邹俊杰;李海波
2.卡拉胶寡糖活性的研究进展 [J], 囤景鑫;姚子昂;吴海歌;刘媛媛
3.傅里叶红外结合拉曼分析卡拉胶寡糖对南美白对虾蛋白结构影响 [J], 蓝蔚青;胡潇予;阮东娜;刘书成;谢晶
4.硒化卡拉胶寡糖的制备及抗氧化活性研究 [J], 毛俊龙; 齐贺; 姚玉超; 汤贺; 张宾
5.卡拉胶寡糖对秘鲁鱿鱼肌原纤维蛋白功能特性的影响 [J], 姚慧; 祁雪儿; 齐贺; 张宾; 汤贺
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海洋寡糖酶法制备研究进展

海洋寡糖酶法制备研究进展

杨子祥,李金梦,宋琨燕,等. 海洋寡糖酶法制备研究进展[J]. 食品工业科技,2023,44(18):458−467. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022100075YANG Zixiang, LI Jinmeng, SONG Kunyan, et al. Research Progress on Preparation of Marine Oligosaccharides by Enzymatic Method[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023, 44(18): 458−467. (in Chinese with English abstract). doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022100075· 专题综述 ·海洋寡糖酶法制备研究进展杨子祥,李金梦,宋琨燕,葛风茹,鄢 烽,黄冰冰,张梦岩,巫小丹,刘玉环,郑洪立*(南昌大学食品学院,江西南昌 330047)摘 要:海洋寡糖是海洋多糖降解得到的含两个至十个单糖残基的糖类化合物。

相较于海洋多糖,海洋寡糖具有水溶性高、生物活性强、易于机体吸收等优点。

海洋寡糖有抗肿瘤、抗氧化、降低胆固醇、免疫调节等生理活性,可以广泛应用于食品、医药等领域。

本文综述了海洋多糖、海洋多糖酶法制备海洋寡糖和酶的催化机制,介绍了褐藻胶、壳聚糖和黄原胶三种主要的海洋多糖,以及褐藻胶裂解酶的β-消除作用机制、壳聚糖酶的置换机制和黄原胶降解酶的降解作用机制。

对海洋多糖酶法制备海洋寡糖的不足开展了讨论和未来的发展趋势进行了展望,以期为海洋寡糖制备及应用提供理论依据。

关键词:海洋多糖,海洋寡糖,酶法,催化机制,生理活性本文网刊:中图分类号:TS254.4 文献标识码:A 文章编号:1002−0306(2023)18−0458−10DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2022100075Research Progress on Preparation of Marine Oligosaccharides byEnzymatic MethodYANG Zixiang ,LI Jinmeng ,SONG Kunyan ,GE Fengru ,YAN Feng ,HUANG Bingbing ,ZHANG Mengyan ,WU Xiaodan ,LIU Yuhuan ,ZHENG Hongli *(College of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China )Abstract :Marine oligosaccharides, which are prepared by degradation of marine polysaccharides, are carbohydrate com-pounds composed of two to ten monosaccharide residues. Compared with marine polysaccharides, marine oligosac-charides have several advantages, such as higher water solubility, stronger biological activity, and easier absorption by the body. Marine oligosaccharides have a series of physiological activities, such as anti-tumor, antioxidation, lowering cho-lesterol, and immunomodulation. They can be widely used in food, medicine, and other fields. This paper summaries marine polysaccharides, preparation of marine oligosaccharides from marine polysaccharides by enzymatic methods, and the catalytic mechanism of the enzymes. Furthermore, three major marine polysaccharides (alginate, chitosan, and xanthan) and the catalytic mechanism of the three enzymes (β-elimination mechanism of alginate lyase, replacement mechanism of chitosanase, and degradation mechanism of xanthan enzyme) are introduced. It is expected to provide a theoretical reference for preparation and application of marine oligosaccharides, deficiencies and potential for future research of preparation of marine oligosaccharides from marine polysaccharides by enzymatic methods are discussed.Key words :marine polysaccharides ;marine oligosaccharides ;enzymatic method ;catalytic mechanism ;physiological activities海洋占地球总面积约71%,海洋占地球全部水资源的97%,海洋中生物资源丰富,种类繁多。

溶菌酶的研究进展

溶菌酶的研究进展

溶菌酶的研究进展溶菌酶概述溶菌酶,也称为裂解素,是一种在细菌、真菌、动物和植物中都存在的水解酶。

它们可以降解细胞墙材料,使细胞变为裸露状态。

溶菌酶广泛应用于医学、食品和制药等领域。

溶菌酶的来源溶菌酶存在于多种微生物和真菌中,如链球菌、金黄色葡萄球菌、葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、支原体和放线菌等。

通过培养和发酵技术,可以大规模制备纯净的溶菌酶。

此外,许多动植物也拥有溶菌酶,如人类唾液中的溶菌酶可以消化细菌、口腔扁桃体中的溶菌酶可以抵御病毒和细菌。

植物中的溶菌酶则是一种抗病毒和抗真菌的重要保护因子。

溶菌酶的作用溶菌酶的主要作用是降解细胞壁,使细胞膜完整性受到破坏,导致细胞死亡。

此外,溶菌酶也能辅助免疫反应,促进抗菌作用,调节免疫细胞的活动,增强自身的抵抗力。

在食品和制药领域,溶菌酶可以作为肉制品厌氧菌的灭菌方法,促进乳制品中的凝乳和定型,同时也可用于生产肝素和生物制剂等。

溶菌酶的研究进展溶菌酶研究的重点在于其抗菌作用和免疫调节作用。

近年来,溶菌酶的研究进展主要集中在以下两个方面。

溶菌酶与细菌感染溶菌酶可以降解细菌细胞壁,对于抗菌作用具有重要的意义。

近年来,科学家发现溶菌酶与多种细菌感染相关联,如肺炎球菌感染、链球菌感染等。

溶菌酶的研究有助于了解病原菌与免疫细胞之间的互动机制,为治疗细菌感染提供新的思路。

溶菌酶的免疫调节作用溶菌酶不仅有着明显的抗菌作用,还可以调节免疫细胞的活动,增强自身的抵抗力。

最新研究发现,溶菌酶还具有降低过敏反应和抗肿瘤等作用,将为临床治疗提供新的方向。

,溶菌酶具有广泛的应用价值和研究前景。

通过深入研究溶菌酶的结构、功能和作用机制,可为疾病的治疗和疫苗的研发提供新的思路,并推动溶菌酶在医药和食品等领域的应用。

卡拉胶凝胶质构特性的研究

卡拉胶凝胶质构特性的研究
从图 2可见 ,当 pH 为 4 时 ,卡拉胶凝胶硬度最 大 ;随着 pH 继续升高 ,卡拉胶凝胶硬度有下降趋势 。 研究还 发 现 , pH 对 卡 拉 胶 凝 胶 弹 性 影 响 很 小 , 在 pH3~8范围内 ,卡拉胶凝胶呈现出很好的弹性 ,数值 均在 0195以上 。
6
8
016
1121412 正交实验设计 采用 L8 ( 2 ) 7 正交表进行实 验 ,各因素水平见表 2。
Hale Waihona Puke Study on textural p roperties of carrageenan gel
YANG Y u- ling1, 2 , ZHO U Guang- hong2, 3 , J IANG Pan1 , J IA J i- rong1 , DO NG Q iu- y ing1
( 11Food College, Nanjing U niversity of Finance & Econom ics, Key Laboratory of Cereal and O il Q uality Control of J iangsu Province, N anjing 210003, China; 21Key Laboratory of M eat Processing and Q uality Control, M inistry of
Education, N anjing A gricultural U niversity, N anjing 210095, China)
A b s tra c t: Te x tu ra l p rop e rtie s of c a rra g e e na n g e l w e re s tud ie d 1 The re s u lts s how e d tha t the fa c to rs w h ic h a ffe c te d the ha rd ne s s of c a rra g e e na n g e l w e re in the o rd e r of [ K+ ] , ion ic s tre ng th, [ C a2 + ] , c a rra g e e na n c onc e n tra tion, p H, a nd [M g2 + ] from m a jo r to m ino r, the fa c to rs w h ic h a ffe c te d the sp ring ine s s of c a rra g e e na n g e l w e re in the o rd e r of [ K+ ] , ion ic s tre ng th, c a rra g e e na n c onc e n tra tion, [ C a2 + ] , p H, a nd [M g2 + ] 1The s u ita b le c ond itions of c a rra g e e na n g e l fo rm a tion w e re c a rra g e e na n c onc e n tra tion 10 - 20m g /m L, p H 5, ion ic s tre ng th 013, [ K+ ] 0105m o l/L, [ C a2 + ] 01025~0105m o l/L1 A d d ition of c a rra g e e na n to m yofib rilla r p ro te in c ou ld inc re a s e the ha rd ne s s , sp ring ine s s a nd w a te r ho ld ing c ap a c ity (W HC ) of the g e l d is tinc tly1 Ke y wo rd s: c a rra g e e na n; g e l; te x tu ra l p rop e rtie s; W HC 中图分类号 : TS20213 文献标识码 : A 文 章 编 号 : 1002- 0306 ( 2008) 010- 0220- 04

体外模拟消化环境中消化酶对κ-卡拉胶

体外模拟消化环境中消化酶对κ-卡拉胶

尚旭珂,朱斯亮,郑宝东,等. 体外模拟消化环境中消化酶对κ-卡拉胶/酪蛋白复合体系流变学特性及微观结构的影响[J]. 食品工业科技,2024,45(4):33−41. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023030008SHANG Xuke, ZHU Siliang, ZHENG Baodong, et al. Effects of Digestive Enzymes on Rheological Properties and Microstructure of κ-Carrageenan/Casein Composite Systems in vitro Simulated Digestion Environment[J]. Science and Technology of Food Industry, 2024,45(4): 33−41. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023030008· 研究与探讨 ·体外模拟消化环境中消化酶对κ-卡拉胶/酪蛋白复合体系流变学特性及微观结构的影响尚旭珂1,2,朱斯亮1,2,郑宝东1,郭娟娟1,2,*(1.福建农林大学食品科学学院,福建福州 350000;2.泉州师范学院海洋与食品学院,福建泉州 362000)摘 要:卡拉胶与酪蛋白的结合对肠道屏障具有一定的保护作用,为研究两者在体外消化模拟中消化酶是否是影响多糖或多糖-蛋白复合体系构象转变的主要因素,本文以κ-卡拉胶为研究对象,选择酪蛋白为基质,探究体外模拟消化环境中消化酶对κ-卡拉胶/酪蛋白复合体系结合稳定性的影响。

结果表明,消化酶对κ-卡拉胶与酪蛋白的结合影响不大,但可以使体系硫酸基团暴露量显著增加,不利于κ-卡拉胶的构型。

体系中的酪蛋白被分解为低分子量的蛋白质或肽段,使得复合体系的特征长度增加,相互作用减弱,粘弹性下降,双螺旋结构稳定性降低。

果胶裂解酶和果胶酶

果胶裂解酶和果胶酶

果胶裂解酶和果胶酶果胶是一种广泛存在于细胞壁中的复杂多糖物质,它在植物细胞的生长发育和生理代谢中具有重要的作用。

而果胶酶和果胶裂解酶则是参与果胶水解的两个关键酶类。

首先,我们要了解果胶酶和果胶裂解酶的定义和作用。

果胶酶指的是一类水解果胶的酶,可以将连同其他多糖的果胶水解成为低聚果胶、单聚果胶和果糖等简单物质,参与了许多生理生化过程。

而果胶裂解酶是一类水解果胶酸酯键的酶,可将果胶的甲基酯基或乙酰基水解成为对应的酸和甲醇或乙醇等物质。

接下来,我们来阐述果胶酶和果胶裂解酶的研究进展和应用。

在生命科学领域中,研究人员利用果胶酶和果胶裂解酶进行果胶的水解反应,可以得到大量的果胶低聚物,比如甲基果胶低聚物、微囊型甲基果胶等,这些产物具有多种显著的生物活性,可以作为新型生物医学材料、食品添加剂和保健品等方面的应用。

因此,在果胶酶和果胶裂解酶的研究上,人们也一直试图开发出更加高效的酶制剂,以提高水解效率。

同时,还有一些研究工作,对果胶酶和果胶裂解酶进行了基因克隆、表达及其酶学性质的分析和表征,这也为受理理论研究和技术应用提供了基础。

此外,我们不得不提到模式生物拟南芥中果胶酶和果胶裂解酶的研究。

拟南芥是一种常用的模式植物,它的果胶酶和果胶裂解酶研究不仅有助于我们深入了解这些酶在植物生长发育中的生理作用,更有助于优化其精准基因编辑技术,对植物基因组工程的研究有很大的帮助。

最后,我们来总结一下果胶酶和果胶裂解酶的相关知识。

它们都是水解果胶的两个关键酶类,参与了许多生理生化过程。

在研究和应用中,利用它们进行果胶的水解反应可以得到多种果胶低聚物。

而在拟南芥中的研究,也为植物生长发育研究和精准基因编辑技术的发展提供了相应帮助。

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毕业设计(论文)卡拉胶裂解酶研究进展Advances on Carrageenase Research申请学位:学士学位院系:药学院专业:专升本药学姓名:贾云莉学号:112120109指导老师:武玉永(讲师)二〇一三年三月二十七日目录摘要 (3)前言 (3)1卡拉胶酶的分类及来源 (4)1.1 卡拉胶酶的分类 (4)1.2 拉胶酶主要来源 (4)2卡拉酶的性质 (5)2.1 酶学性质 (5)2.2 作用机理 (6)3 卡拉酶新研究 (7)3.1 卡拉胶酶的结构研究 (7)3.2 卡拉胶酶降解作用新机制 (8)4 卡拉胶酶的分子生物学研究 (9)5 分子生物学研究 (10)5.1 在卡拉胶结构研究中的应用 (10)5.2 作为海藻遗传工程的工具酶 (11)5.3 卡拉胶低聚糖的制备 (12)6 展望 (12)参考文献 (13)感言 (15)卡拉胶裂解酶研究进展摘要卡拉胶酶主要有κ-拉胶酶τ-卡拉胶酶.Λ-卡拉胶酶,是水解酶的一种 ,近年来,研究发现卡拉胶寡糖具有抗病毒、抗肿瘤、免疫调节及抗凝血等药理活性,有望成为新一代的海洋药物。

而卡拉胶酶可作为工具酶用于卡拉胶寡糖的制备,且有助于卡拉胶结构的研究;卡拉胶酶还可用于藻类原生质体的制备。

因此,卡拉胶酶的研究具有重要的理论意义和明确的应用前景。

本论文从卡拉胶酶的分类及家族归属、来源、性质、分子生物学研究以及应用等方面综述了近年来国内外卡拉胶酶的研究进展情况。

关键词卡拉胶酶;家族;寡糖;来源;性质前言卡拉胶酶属于一种多糖水解酶,可以降解卡拉胶的β一1.4糖苷键,生成卡拉胶低聚糖。

1,3-β-D一吡喃半乳糖和1,4一α—D一吡晡半乳糖作为卡拉胶酶的基本骨架,交替连接而成的线性硫酸多糖,主要存在红藻纲中的卡帕藻属、麒麟菜属、角叉菜属等生物的细胞壁中。

可以根据是否含有3,6一内醚半乳糖结构和硫酸基的含量和位置的不同,卡拉胶分为十几种类型,目前工业生产和使用的主要有κ一型、ι一型和λ一型三种,其二糖单元分别有1个、2个、3个硫峻基。

与很多硫酸多糖、硫酸低聚糖及其衍生物类似,卡拉胶寡糖在抗病毒、抗肿瘤、免疫凋节、抗凝血以及诱导植物胚胎发育过程中小孢子形成等可发挥重要作用,尤其是ι、λ卡拉胶寡糖,它们均含有多个硫酸基,可能具有更好的生理活性,引起了人们的极大关注,已经成为医药、农业、食品等领域研究与开发的高科技竞争热点。

但是,传统的化学和物理降解方法反应条件不易控制、产物分布不均匀,根本无法进行大量高纯度寡糖的制备。

所以,反应条件温和,底物专一的卡拉胶酶对于卡拉胶寡糖的构效研究乃至进一步应用开发的主要瓶颈因素具有深远的理论意义和应用价值。

1 卡拉胶酶的分类及来源1.1 卡拉胶酶的分类根据酶解底物的专一性质,κ-卡拉胶酶,τ-卡胶酶,Λ-卡拉胶酶等。

卡拉胶是由1,3.B.D.吡喃半乳糖和l,4-0.D.吡喃半乳糖交替连接而成的线性硫酸多糖,用S(35)标记的卡拉胶可检测到水解硫酸酯键的酶类(1)。

ιι-卡拉胶酶专门水解α-3,6一内醚一D一半乳糖和β-4一硫酸一D.半乳糖之间的β一1,4一糖苷键,生成以ι一硫酸新卡拉寡糖为主的终产物,λ-卡拉胶酶特异性降解α一2,6一硫酸一D 一半乳糖β一2一硫酸一D一半乳糖之问的β-1,4一糖苷键,生成以λ一硫酸新卡拉寡糖为主的终产物(2)。

日前所发现的卡拉胶酶大多数是κ-卡拉胶酶,只有2种ι-卡拉胶酶和1种κ-卡拉胶酶。

1.2 卡拉胶酶主要来源较多的来源于微生物和海洋动物。

微生物来源的卡拉胶酶, 目前已从假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)噬纤维菌属(Cytoph aga)、交替单胞菌属(Alteromonas carrageenovora) 弧菌(VibfioZo –belliagala ctanovorans)和假单胞菌属(Pseudo monas Carageeno vora)等中发现卡拉胶酶,部分报道表明,海洋软体动物也能分泌卡拉胶酶,Mori(1943)曾用海洋软体动物中的水解酶(其中有卡拉胶酶)处理皱渡角叉菜(Chondrus crispus)提取多糖(3)。

在新西兰食草鱼内脏中也发现有卡拉胶酶存在,海洋Cellulophaga sp.QY201产生ι-卡拉胶酶的发酵条件优化水研究该菌株发酵条件的优化,确定了菌株产酶的最佳发酵条件(4),在优化的产酶培养基和培养条件下,即K一卡拉胶为5 g/L、蛋白胨3 g/L、NaNO3l L、NaCI 20 g/L、K2HPO4·3H2 O 1 g/L、MgSO4·7H2O 0.5 g/L和CaC12 0.1 g/L,摇床转速为150 r/min、装液量50 mL、接种量4%、发酵培养基起始pH 7.5、温度28℃和培养时间28 h时,测定的HCA 菌株发酵液的最高酶活力(602.30U/mL)是优化前该菌株酶活力(5O.75 U/mL)的11.87倍,高于牟海津等¨报道的卡拉胶降解菌M一2菌株的酶活力。

试验结果为酶的分离纯化及酶解产物的制备提供了依据(5)。

2 卡拉胶酶的性质2.1 酶学性质Potin P等1991年报道从红叶藻属(Delesseria sanguinea)SY离了一株能够降解不同硫酸化半乳糖聚合物(琼胶或卡拉胶)的细菌,用硫酸铵.凝胶过滤色谱(Sephacryl S 200 HR),离子色谱(DEAE—Sepharose—CL6B)纯化κ-卡拉胶酶,用SDS/PAGE电泳检测为单一蛋白质,测定酶分子量为40.000,最适pH7.2,30~C稳定但在400(2只维持lh(6)。

SarwarG 等1 987年报道用221 6E培养基添加商业0.1卡拉胶培养噬纤维菌属的细菌Cytophaga sp.1k—C783,分离胞外卡拉胶酶。

用硫酸铵沉淀,离子交换色谱,凝胶过滤色谱(G-200)纯化得到κ卡拉胞酶,纯化的酶分子量用SDS/PAGE电泳测定为100000,卡拉胶酶的最适pH为7.6,最适温度为25℃。

金属离子对Cytophaga,lk-C783生长的影响,NaC1和MgCl2可被细菌利用,2216E中培养基最小浓度0.05mol/L NaC1,0.25MgC12(7)。

KC1和CaC12对产酶没有作用,当营养物质充足的时候,卡拉胶酶在休眠和生长的细胞都可合成和释放。

从海洋细菌卡拉假单孢菌(Pseudomonascarrageenovo —ra)分离得到能降解κ卡拉胶的酶系,经硫酸铵浓缩,羟基磷灰石色谱分离,再经DEAE。

纤维素色谱层析分离,可得到凝胶电泳纯的κ一卡拉胶酶。

该κ一卡拉胶酶可使卡拉胶降解,使其粘度急剧下降,还原糖含量增加,降解产物用薄层色谱法确定为含硫酸寡糖同系物,即以3.0.(3,6.内醚一α.D.半乳糖基).4-硫酸基.B.9.半乳糖(也可称为4.硫酸基一新卡拉二糖)为主要酶解产物。

改进了从卡拉假单孢菌分离κ卡拉胶酶的方法。

把培养液用硫酸铵沉淀,以CM—Sephadex CL.6B离子交换柱层析分离处理,以氯化钠梯度洗脱。

洗脱液中的酶组分经电泳证实为单体的κ卡拉胶酶,分子量为35kDa。

该酶的降解产物为4.硫酸基一新卡拉二糖。

从刺麒麟菜提取的ι卡拉胶上生长的一种海洋细菌培养液中分离得到ι一卡拉胶酶。

将该酶提取液以2.0mol/L为提取液,在Sephacryl S-200离子交换柱进行层析提纯处理,用凝胶电泳验证该ι卡拉胶酶为单一酶组分(8)。

将κ一卡拉胶和ι一卡拉胶用κ一卡拉胶酶和ι卡拉胶酶处理,其酶解产物含硫酸基的κ卡拉二糖、含硫酸基的κ一卡拉四糖、ι一新卡拉二糖和ι一新卡拉四糖。

2.2 作用机制根据水解过程异头碳的构象是否发生改变,可将糖苷水解酶的作用机理分为保持型和倒置型两种(9)。

1995年,Potin等人利用凝胶过滤色谱和13C-NMR对fortis κ一卡拉胶酶水解新卡拉六糖做了分析,结果表明反应开始时形成β-新卡拉二糖和β-新卡拉四糖,异头碳的构象没有发生变化。

说明了κ-卡拉胶酶是以保持异构构型的分子机制进行水解的,且目前已经发现的GH-16家族的糖苷水解酶作用机制均为保持型(10)。

同时,他们又对ι卡拉胶酶进行了研究,发现它是通过异构构型全部转换的方式降解ι-卡拉胶,使其内部的β-(1-4)连接断裂。

2007年,Guibet等人通过核磁共振氢谱分析,说明car-rageenovora -卡拉胶酶的作用方式也是转换型的分子机制(11)。

3 卡拉酶新研究3.1 卡拉胶酶的结构研究1998年的P.carrageenovo—ra κ-卡拉胶酶的品体结构测定研究了卡拉胶酶的三维结构。

通过x一射线衍射和多波长不规则衍射(MAD)技术,发现它折叠成一个弯曲的β-三明治,球状结构几乎全部由β一折叠和表面loop组成,其中每一个β一折叠片层由6或7个β链组成,κ卡拉胶酶的这种三维结构与其它GH一16家族中已知晶体结构的酶相比有很大的相似性。

不同之处是,这种三明治结构中的B一折叠片两两反向堆积,酶的裂缝处部分被覆盖成了环型通道,形成了隧道状的催化腔,而且,有一个精氨酸残基在底物的1位置处,用来识别β一连接的卡拉胶单体中的硫酸酯基取代物。

2000年Michel等又对A.fortis L 一卡拉胶酶的晶体结构进行了分析该酶折叠成右手平行的β一螺旋结构,由10个完整的转角和表面loop组成;核心是三个平行的β一折叠片组成,其中一个折叠片嵌于另外两个平面彼此垂直的折叠片形成的凹槽(12)。

研究认为,在前者上有寡糖存在,推测这个凹槽很有可能就是底物的结合位点。

和其他大部分β一螺旋蛋白一样,ι-卡拉胶酶在N一末端区域存在一个两亲性α-螺旋;而不同的是,其C一末端区域是高度复杂的,是运用了一种α/β折叠形式。

3.2 卡拉胶酶降解作用新机制κ-卡拉胶酶和ι-卡胶酶的活性中心均为隧道状结构,从而保证多聚体糖链能够从此处通过。

这种环形结构使酶活性中心位于隧道内侧,以保证酶在释放产物后仍然能牢固结合在多糖链上,从而使酶的催化反应得以继续进行:这种酶反应的可持续性性质是保证卡拉胶酶能有效降解卡拉胶凝胶的关键凶素,如此特殊的结构只在纤维素酶中有过报道。

Michel等(2003)用电子显微镜(electron—microscopy analysis)分析了ι-卡拉胶纤维的降解,发现糖链沿着B一螺旋凹槽移动,与酶相互作用,从而形成酶一底物结合的开放型模式;随着反应的进行,酶折叠成闭合型的作用模式,使得糖链发生降解后并不脱离酶作用位点,催化反应继续进行;表明L一卡拉胶酶属于行进型(processive mecha—nism)的糖苷水解酶。

(13)4 卡拉胶酶的分子生物学研究至今为止,少数几种卡拉胶酶的基因得到了克隆和测序。

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