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常壓室溫等離子體-EMS復合誘變球毛殼菌產右旋糖酐酶的特性及應用

作者:admin 發布時間:2019/11/08 瀏覽量:1444

    本期為您推薦江南大學工業生物技術教育部重點實驗室田亞平研究團隊發表在《PROCESS BIOCHEMISTRY》上的一篇文章,原文題目為:Characterization and application of dextranase produced by Chaetomium globosum mutant through combined application of atmospheric and room temperature plasma and ethyl methyl sulfone。

文章摘要內容如下:

右旋糖苷酶(α-1,6-D-葡聚糖-6-葡聚糖水解酶)催化右旋糖苷的鏈內或鏈尾使其降解為低分子片段,在制糖,食品及制藥工業中具有重要應用。目前報道的野生型菌株右旋糖苷酶活性相對較低,因此需要找到有效的方法來創造突變體以提高右旋糖苷酶的產量和酶活。傳統的誘變方法,結合合理的篩選過程,是提高代謝物產量的有效方法。

本研究介紹了一種高效、穩定的誘變生產右旋糖苷酶的方法,以及誘變前后酶結構與酶學性質的關系。通過常壓室溫等離子體和EMS復合誘變野生型球毛殼菌,對突變株進行篩選,獲得了右旋糖苷酶生產能力提高且遺傳穩定性菌株。右旋糖苷酶的最高產量達到824.73U/mL。突變株與野生型菌株所產右旋糖苷酶的最適pH與溫度相同,分別為5.560℃,但是突變株所產的右旋糖苷酶在70℃條件下具有更好的熱穩定性。此外,誘變后酶的三維結構略有變化,578位氨基酸殘基由His變為Leu,這種三維結構的變化影響了右旋糖苷酶的性質。最后,研究發現右旋糖苷酶對變形鏈球菌的生長有明顯的抑制作用。

常壓室溫等離子體(ARTP)技術能在大氣壓及25-40℃的溫度下產生氧原子、氮原子及OH自由基等高活性粒子。這項技術的主要作用機制包括改變微生物細胞壁和細胞膜的結構和通透性,以及造成細胞內DNA損傷,這些損傷會顯著改變微生物的基因序列和代謝網絡。本研究首次將ARTPEMS聯用,通過多輪誘變發酵生產右旋糖苷酶,并獲得了一株高產右旋糖苷酶菌株,為今后的工業應用奠定了基礎。

文章精彩內容如下:

圖片1


2 誘變對球毛殼菌右旋糖苷酶生產的影響

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


圖片2



6 野生型(a)與突變型(b)球毛殼菌右旋糖苷酶三維建模和與異麥芽糖的分子對接

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


圖片3



8 右旋糖苷酶對生物膜降解影響的電鏡觀察

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


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