论文题目: 微生物耐碱性木聚糖酶的合成、调控及底物降解方式的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 发酵工程
作者: 许正宏
导师: 陶文沂
关键词: 短小芽孢杆菌,木聚糖酶,生物合成,低聚木糖,底物降解,作用方式
文献来源: 江南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 微生物木聚糖酶具有广泛用途,作为近十年来发展最快的重要的酶制剂,已经成为酶制剂工业中的一个重要产品,拥有巨大市场容量。本论文主要是对实验室筛选获得的一株耐碱性木聚糖酶产生菌株Bacillus pumilusWL-11的酶合成调控机制及底物的降解模式加以深入研究,为更好的开发和利用WL-11木聚糖酶提供坚实的理论基础。论文取得的主要结果如下:(1)从泰州造纸厂周围环境中采集了15份的样品,分析了上述样品中产木聚糖酶微生物的生态分布特征,结果表明在草料堆场中的腐烂草料、土壤样品中分离得到多为合成酸性木聚糖酶的霉菌,而在废水沟中及废水处理池等处样品中则以合成碱性木聚糖酶的细菌为主。建立了一个包括226株细菌和霉菌木聚糖酶产生菌的小型菌种库,从中筛选出了2株细菌(Pseudomonas sp WXULI-11和WL-11)及3株霉菌(Aspergillus nigerXY04B、Aspergillus niger XY07C及Aspergillus glaucus XY12D),它们的共同点是木聚糖酶生物合成量高,且不产或少产纤维素酶。(2)初步研究了3株霉菌的木聚糖酶合成条件,并与假单孢菌(PseudomonasspWXULI-11)的突变株WLUN024[79-81]的产酶特性进行了比较,结果表明这4株菌的木聚糖酶合成皆为诱导型,但不同的诱导物对同一种微生物或同一种诱导物对不同的微生物木聚糖酶的诱导能力并不相同,比较一致的是富含木糖苷类物质的诱导物,如木聚糖、麸皮等是这几株微生物木聚糖酶的良好的诱导物。不同菌株的木聚糖酶生物合成对营养和环境因子的应答呈多样性,从另一个侧面表明了产木聚糖酶微生物及木聚糖酶生物合成的多样性。(3)通过形态学观察、生理生化性质以及16sRNA基因序列分析等研究,将WL-11鉴定为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。经过硫酸铵盐析、CM-Sephadex、Sephadex G-100以及Sephadex G-75层析分离纯化,获得纯化的WL-11木聚糖酶A,分子量为26.0kD,pI值9.5,以燕麦木聚糖为底物时的表观Km值为16.6 mg/mL,Vmax值为1263μmol/(min·mg)。木聚糖酶A的pH稳定范围为6.0至10.4,最适作用pH范围则在7.2至8.0之间,是耐碱性木聚糖酶;最适作用温度为45-55°C,在37°C、45°C以下时该酶热稳定性均较好;50°C保温时,该酶活力的半衰期大约为2 h,在超过50°C的环境下,
论文目录:
中文摘要
英文摘要
第一章 前言
1.1 木聚糖与木聚糖降解酶系
1.2 微生物木聚糖酶的生产与应用研究进展
1.2.1 微生物木聚糖酶的分类、产酶菌株及酶学性质
1.2.2 微生物木聚糖酶的生产及生物合成调控
1.2.3 微生物木聚糖酶催化的底物降解
1.2.4 微生物木聚糖酶在造纸工业中的应用研究进展
1.2.5 微生物木聚糖酶降解木聚糖制备低聚木糖的研究进展
1.3 论文的立题背景、立论依据及主要研究内容
1.3.1 论文立题背景
1.3.2 论文立题依据及主要研究内容
第二章 木聚糖酶菌种库的建立、高产菌株筛选及其产酶特性的比较研究
2.1 材料和方法
2.1.1 培养基及试剂
2.1.2 样品采集及产木聚糖酶菌种库的建立
2.1.3 霉菌的鉴定
2.1.4 摇瓶培养条件
2.1.5 蔗渣、麸皮半纤维素的制备
2.1.6 木聚糖酶酶活的测定方法
2.1.7 纤维素滤纸酶活的测定方法
2.2 结果与讨论
2.2.1 造纸厂周边环境中产木聚糖酶微生物的生态特征分析及菌种库的建立
2.2.2 XY048、XY07C 和 XY12D 的初步鉴定
2.2.3 微生物产木聚糖酶特性的比较研究
2.2.4 讨论
2.3 本章主要结论
第三章 产耐碱性木聚糖酶细菌 WL-11 的鉴定、酶的分离纯化及其酶学性质研究
3.1 材料与方法
3.1.1 菌种、产酶培养基及培养条件
3.1.2 菌种鉴定
3.1.3 WL-11 粗酶液的制备
3.1.4 酶的分离纯化
3.1.5 蛋白质含量测定
3.1.6 木聚糖酶、纤维素酶的测定
3.1.7 木聚糖酶活性电泳分析
3.1.8 木聚糖酶的性质
3.1.9 WL-11 粗木聚糖酶对木聚糖的降解
3.1.10 木聚糖降解产物的 TLC 分析
3.2 结果与分析
3.2.1 WL-11 菌种鉴定结果
3.2.2 WL-11 木聚糖酶的纯化
3.2.3 酶学性质的研究
3.2.4 WL-11 粗木聚糖酶液降解木聚糖产物的 TLC 分析结果
3.2.5 讨论
3.3 本章主要结论
第四章 营养及环境条件对 Bacillus pumilus WL-11 木聚糖酶生物合成的影响
4.1 材料和方法
4.1.1 菌种
4.1.2 培养基
4.1.3 摇瓶培养条件
4.1.4 5L 罐发酵实验条件
4.1.5 还原糖测定
4.1.6 菌体量的测定
4.1.7 细胞内木聚糖酶的测定
4.1.8 木聚糖酶酶活测定
4.2 结果与讨论
4.2.1 碳源对 WL-11 木聚糖酶生物合成的影响
4.2.2 氮源对 WL-11 木聚糖酶生物合成的影响
4.2.3 环境条件对 WL-11 木聚糖酶生物合成的影响
4.3 本章主要结论
第五章 Bacillus pumilus WL-11 蛋白酶和木聚糖酶合成的关系及调控机制
5.1 材料与方法
5.1.1 菌种
5.1.2 培养基及培养条件
5.1.3 诱变方法
5.1.4 透明圈法鉴定蛋白酶及木聚糖酶
5.1.5 木聚糖酶测定方法
5.1.6 蛋白酶测定方法
5.2 结果与讨论
5.2.1 WL-11 合成蛋白酶对其木聚糖酶合成的影响分析
5.2.2 WL-11 经NTG 诱变后突变株产蛋白酶与木聚糖酶的相关性分析
5.2.3 不同氮源对WL-11 产蛋白酶与木聚糖酶的过程分析
5.2.4 不同质量浓度硫酸铵及蛋白胨对 WL-11 蛋白酶及木聚糖酶合成的影响
5.2.5 不同碳源对WL-11 蛋白酶及木聚糖酶合成的影响
5.2.6 不同碳氮比对 WL-11 蛋白酶及木聚糖酶合成的影响分析
5.2.7 WL-11 木聚糖酶合成机制、蛋白酶的合成对木聚糖酶合成的可能调节机制
5.3 本章主要结论
第六章 Bacillus pumilus WL-11 木聚糖酶的底物降解及其作用方式分析
6.1 材料与方法
6.1.1 菌种
6.1.2 WL-11 木聚糖酶的制备
6.1.3 WL-11 木聚糖酶 A 对不同来源的木聚糖底物降解及产物 HPLC 分析
6.1.4 薄层层析法(TLC)检测木聚糖降解产物
6.1.5 总糖、还原糖的测定
6.1.6 碱法提取玉米芯木聚糖
6.1.7 玉米芯木聚糖的组分分析
6.1.8 活性炭层析柱对低聚木糖组分的分离
6.2 结果与讨论
6.2.1 Bacillus pumilus WL-11 木聚糖酶 A 对不同来源的木聚糖降解过程分析
6.2.2 木聚糖酶 A 对不同来源的木聚糖降解产物的 HPLC 分析及作用方式
6.2.3 自制玉米芯木聚糖的制备及组分分析
6.2.4 WL-11 木聚糖酶降解玉米芯木聚糖制备低聚木糖的实验结果
6.3 本章主要结论
论文主要结论、创新点及展望
参考文献
致谢
攻读博士论文期间取得的与本论文内容相关的成绩
附录
发布时间: 2006-07-20
参考文献
- [1].中国石蒜（Lycoris chinensis）体内加兰他敏等生物碱积累影响因素的研究[D]. 穆红梅.南京农业大学2009
相关论文
- [1].海栖热袍菌xynB基因的克隆和表达、重组木聚糖酶的提纯及其酶学性质[D]. 江正强.中国农业大学2001
- [2].Sp.E-86菌株高产木聚糖酶机理和吸附特性及反应动力学的研究[D]. 王海.中国农业大学2002
- [3].耐热木聚糖酶杂合基因的构建、表达及产物的酶学特性研究[D]. 孙建义.浙江大学2003
- [4].ASPERGILLUS AWAMORI Y8木聚糖酶的酶学特性及其在饲料中的应用[D]. 袁康培.浙江大学2005
- [5].嗜碱芽孢杆菌N16-5碱性甘露聚糖酶的研究[D]. 马延和.江南大学2005
- [6].来源于橄榄绿链霉菌A1的木聚糖酶XYNB的分子改良[D]. 杨浩萌.中国农业科学院2006