產(chǎn)堿性纖維素酶菌株的篩選、酶學(xué)性質(zhì)及相關(guān)基因的研究.pdf

1、纖維素和纖維素酶是全球研究的熱門領(lǐng)域，上世紀(jì)70年代以來堿性纖維素酶作為該領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)問題，在諸多工業(yè)行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。
　　 本研究通過多次連續(xù)富集培養(yǎng)，從廣西武鳴縣取樣篩選分離到一株具有較強(qiáng)堿性纖維素酶活力的細(xì)菌菌株，該菌株革蘭氏染色陽(yáng)性，細(xì)胞呈桿狀。經(jīng)過16S rDNA序列分析，初步鑒定該菌株屬于瓊斯氏菌屬Jonesia sp.，命名為Jonesia sp.C73。
　　 通過單因素實(shí)驗(yàn)確定了發(fā)酵培養(yǎng)基

2、的主要成分及濃度分別為羧甲基纖維素(CMC)1％，胰蛋白胨1％，酵母膏0.5％，NaCl0.5％。之后對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行了正交分析，得出CMC濃度1％，胰蛋白胨1％，不添加酵母膏，NaCl0.5％，發(fā)酵40 h后發(fā)酵液酶活力為1.83 U/mL，酶活比優(yōu)化前提高了36.6％。通過Box-Behnken Design響應(yīng)面分析確定最佳發(fā)酵條件為:接種量2％，發(fā)酵液初始pH為9.4，發(fā)酵培養(yǎng)溫度為37℃，搖床轉(zhuǎn)速250 rpm，發(fā)酵40 h后

3、酶活力可達(dá)2.24 U/mL。
　　 該菌株在優(yōu)化條件下發(fā)酵50h后，堿性纖維素酶活力達(dá)到2.3 U/mL，在堿性條件下表現(xiàn)出對(duì)CMC具有較強(qiáng)的降解能力。對(duì)發(fā)酵液的酶學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了初步研究表明:該酶在40-55℃和pH8.0-11.0的范圍內(nèi)表現(xiàn)出穩(wěn)定的酶活力。Ca2+、Li+、Na+等對(duì)其有促進(jìn)作用，Mn2+、Co2+和(NH4)2SO4對(duì)酶活力有較強(qiáng)的抑制作用，Zn2+、pb2+、Ba2+、Cu2+、Fe2+、Mg2+、Ni2

4、+、SDS、EDTA等對(duì)酶活影響不明顯。
　　 通過離子交換層析和分子篩層析的方法對(duì)Jonesia sp.C73所產(chǎn)生的堿性纖維素酶進(jìn)行分離純化，得到純化的酶蛋白比活力為370.95 U/mg，純化倍數(shù)為5.53，經(jīng)Native-PAGE驗(yàn)證C73菌株所產(chǎn)堿性纖維素酶為單一蛋白。將純酶的表征結(jié)果與發(fā)酵液性質(zhì)進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)純酶在相同溫度和pH條件下更為敏感，酶活穩(wěn)定性更易受外界條件影響。純酶水解CMC的最大反應(yīng)速度為3.484