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《江南大学》 2005年
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Bacillus Macorous WSH02-06发酵法生产γ-环糊精葡萄糖基转移酶的研究

王峰  
【摘要】:环糊精葡萄糖基转移酶(Cyclodextrin glycosyltransferase,简称CGTase或CGT酶, EC 2.4.1.19)属于α-淀粉酶家族,能够催化淀粉及相关基质进行分子间转糖基反应合成环糊精。环糊精是一种由不同葡萄糖单元组成的具有环状结构的低聚糖。环糊精作为分子胶囊,已被广泛应用于分析化学、农业、制药、食品及化妆品等领域。环糊精主要分成α、β、γ型。目前为止,见诸于报道的和商业化的绝大部分CGT酶是α和β-CGT酶。虽然γ-环糊精拥有比α、β-环糊精更大的非极性空腔和更高的水溶性,能够与活性大分子形成高活性浓度的包结配合物,但迄今为止,所知道的能够产γ-CGT酶的微生物还是不多,相关发酵产酶的系统研究报道也比较少。 本论文以实验室保藏的一株能高产γ-CGT酶的芽孢杆菌(B. macorous WSH 02-06)为生产菌株,以高的酶产量和高的酶生产强度为目标,系统研究了该菌株生产γ-CGT酶动力学特性。主要研究内容如下: 1.通过单因素扫描的摇瓶实验,确定了玉米淀粉是B. macorous WSH02-06生产γ-CGT酶的最佳碳源。产酶的最佳氮源是蛋白胨、玉米浆和硫酸铵。金属离子镁、锰、锌的组合添加在促进产酶和细胞生长方面的效果显著。正交优化实验结果表明,影响产酶的各种营养因素的主从因子顺序为玉米淀粉硫酸锰蛋白胨硫酸锌。产酶的最适初始pH值为7.0,最佳的温度为37℃,合适的接种量为10 %,适合的摇瓶装液量为500 ml摇瓶装80 ml的培养基。发酵条件优化后得到的酶产量比优化前的酶产量提高了八倍左右,达到375.3 U·ml-1。摇瓶补料的实验结果表明,采用在发酵6小时补加氮源和发酵12小时补加碳源的这种补料方式有利于菌体生长和产酶。 2.在摇瓶发酵中,考察了镁、锰、锌等金属离子的不同组合添加对γ-CGT酶发酵的影响。研究结果表明,在发酵培养基中同时添加镁离子(4.88 mmol·L~(-1))、锰离子(2.96mmol·L~(-1))和锌离子(0.174 mmol·L~(-1))时,获得的γ-CGT酶产量最大,达392.5 U·ml-1,细胞干重也最大,为5.2 g·L~(-1),其中酶产量比不添加金属离子的对照组提高了三倍。这时获得的细胞量也为最大,达到5.2 g·L~(-1)。 3.镁、锰、锌的添加促进了胞内能量物质ATP的合成。胞内的ATP/ADP由不添加金属离子进行发酵时的1.86,提高到镁、锰、锌组合添加进行发酵时的2.72,由此增加了细胞内的能量储备,有利于菌体生长和酶的合成。细胞量和酶产量的增加与镁离子的消耗量呈线性关系,但锰、锌离子的促进作用也不可忽视。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ925

【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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