地衣芽孢杆菌变异株产蛋白酶的研究【文献综述】

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1、毕业论文文献综述生物工程地衣芽孢杆菌变异株产蛋白酶的研究摘要:地衣芽孢杆菌地衣芽孢杆菌安全性高、生长快速、抗逆性强、有高效的产酶能力、在较高温度下仍可存活等特点而被人们所广泛应用。本文对国内外研究现状及展望进行了概述。关键词：地衣芽孢杆菌；蛋白酶；现状引言地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)属硬壁菌门（Firmicutes）、杆菌纲（Bacilli）、芽孢杆菌科（Bacillaceae）、芽孢杆菌属（Bacillus）。由于地衣芽孢杆菌安全性高、生长快速、抗逆性强、有高效的产酶能力、在较

2、高温度下仍可存活等特点而被人们所广泛应用。在工业用酶当中，蛋白酶是用量最大、应用最广的一种，约占整个酶制剂产量的60%以上，广泛应用于食品、饲料、纺织和洗涤等领域[1]。食品生产用蛋白酶分为动物蛋白酶、植物蛋白酶、微生物蛋白酶，其中微生物具有资源广泛、生长繁殖快和培养方法简单等优点，所以，采用发酵工程技术生产蛋白酶，原料便宜，不受土地和季节的限制，是生产蛋白酶的优良方法[2]。用于食品加工的蛋白酶可以由多种菌种生产，其中，地衣芽孢杆菌在蛋白酶生产中的应用较为广泛。Potumarthi,R.等用地衣芽孢杆菌进行

3、深层发酵产碱性蛋白酶，通过对通气量和搅拌速度研究，在通气量为3vvm，搅拌速度为200rpm时，发酵72h，碱性蛋白酶的含量最高，为102U/mg[3]。马永强等对地衣芽孢杆菌2709发酵生产高去酰胺活性碱性蛋白酶的发酵条件进行研究，以酶液对大豆蛋白的去酰胺度和肽键水解度为指标，对产酶条件进行优化[4]。1研究现状近年来,国内外对于地衣芽孢杆菌各方面应用的报道日益增多。在发酵产酶、医药、饲料加工、农药等行业,取得了较好的研究成果。根据文献显示,关于地衣芽孢杆菌的专利有:用地衣芽孢杆菌生产生物农药的方法；地衣芽

4、孢杆菌新菌株及其微生态制剂；地衣芽孢杆菌T1菌株的构建及其粗酶提取物的发酵生产；利用基因突变技术,改变地衣芽孢杆菌NCIB8061a-淀粉酶的耐温性和耐酸性酶的性质等，因此对其在医药和产酶等功能方面的研究具有重大的意义。1.1地衣芽胞杆菌应用于发酵产酶研究1.1.1产碱性蛋白酶方海红等报道，分离到一株产碱性蛋白酶的地衣芽孢杆菌011，并命名为地衣芽孢杆菌砀山亚种。该酶的最适作用条件为pH9.0，60℃。对该菌株进行连续4次不同的物理、化学方法的诱变处理。诱变剂为紫外线、亚硝酸、和低能N+离子，处理方式为单独或

5、复合处理两种。最后获得一株高产碱性蛋白酶的变异株(C3203)菌株产酶活力从725u/mL提高到12425u/mL。该突变株的最适产酶条件为起始pH8.0～9.0，培养温度32℃～37℃，振荡培养时间44～48h。胡承等从成都佳丰食品厂等处采集的样品中平板分离初筛到124株碱性蛋白酶产生菌，进一步复筛出一株高产碱性蛋白酶产生菌株，初步鉴定为地衣芽抱杆菌。在最适产酶条件下，酶活力单位高达7180U/ml。赵良启等对地衣芽孢杆菌产生碱性蛋白酶的动力学进行了研究。证明了用Monod方程描述地衣芽孢杆菌2709生长速

6、率与基质浓度关系的合理性和合成碱性蛋白酶的发酵属于生长部分关联型。碱性蛋白酶活性受pH、金属离子、底物等的影响。碱性蛋白酶的最适pH一般大于9.0。二价金属离子如Ca2+、Mg2+、Mn2+等能提高碱性蛋白酶的活力，此外Ca2+能增强绝大多数蛋白酶的稳定性[5]蛋白酶的特异性受到切开点两侧氨基酸残基，尤其是羧基端第一位氨基酸的影响。1.1.2产纤维素酶燕红等研究一株地衣芽孢杆菌对稻草降解作用。研究发现，在发酵过程中地衣芽孢杆菌菌体产酶过程也就是木质纤维素的降解糖化过程。上清液中的纤维素酶活和半纤维素酶活分别在

7、发酵进行到第12h和48h时达到最高峰。总糖含量于第4h达到最高值，然后下降到一定程度后保持恒定。还原糖含量随发酵进行不断下降，达到一定值后保持恒定。该菌株对稻草长达5d的降解过程中结晶度未发生明显变化。底物残渣傅立叶红外光谱分析表明，此菌株对稻草中各组分都有一定降解。稻草中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为14.91%、6.61%和1.42%。利用扫描电镜对底物残渣表面结构进行观察，可看到该菌株主要降解稻草的薄壁细胞，使其发生严重皱缩。1.1.3产高温淀粉酶蒋若天等从西藏当雄温泉附近的土壤中用锥虫蓝平板

8、，55℃培养，筛选到一株分泌高温淀粉酶的菌株，经生理生化初步鉴定后，克隆16srDNA基因测序，提交GenBank比对后,鉴定为地衣芽孢杆菌。通过对该菌的生长条件和产酶条件的研究表明：该菌高温特性良好，最高可以在65℃生长，产酶最适温度50℃；可以在pH3.0～pH11.0的LB培养基中生长，最佳产pH10.0，LB培养基加入淀粉诱导，发酵液酶活可达80U。对该菌所产α-高温淀粉酶的性质研究表明：酶