提高木霉属纤维素酶系中β-葡萄糖苷酶活性的研究

【摘要】：β-葡萄糖苷酶在生物能源、保健品、食品等领域具有广阔的应用前景。而且该酶是纤维素酶系中的关键组分，在纤维素降解过程中起着限速酶的作用。木霉是世界公认的纤维素酶的产量比较高的菌种之一。然而该霉所产β-葡萄糖苷酶的活性普遍偏低。因此，培育高产β-葡萄糖苷酶的木霉菌株具有重要意义。 对出发菌株绿色木霉AS3.3711进行UV、DES、和NaNO2复合诱变后，通过筛选得到了酶活较高突变菌株U3D2Na22，其产β-葡萄糖苷酶的酶活为0.74IU/mL，是原始菌株AS3.3711的3.2倍。 通过单因素实验结合正交设计的方法，对绿色木霉U3D2Na22产酶培养基的组分进行分析，确定其最适产酶培养基组成为：碱稻草0.69%、乳糖0.33%、蛋白胨2%、硫酸铵0.5%、NaH2PO40.3%、CaCO30.2%。 通过实验确定绿色木霉U3D2Na22的最适发酵条件为：发酵液初始pH4.0，发酵温度30℃，培养时间132h，当发酵培养进行到72h时补加碳、氮源能够显著的提高绿色木霉U3D2Na22的产酶量。 粗酶液通过硫酸铵分级沉淀除去部分杂蛋白，通过透析除去酶液中的离子，通过葡聚糖凝胶层析获得β-葡萄糖苷酶溶液。最后，通过SDS-PAGE鉴定该酶的相对分子量为66.0KDa。 酶学分析表明，绿色木霉U3D2Na22所产β-葡萄糖苷酶的酶学性质为最适温度60℃；该酶在10~60℃的温度范围内具有较好的热稳定性；最适pH为5.6，该酶有较强的耐酸能力，在酸性（pH3~6.6）条件下可以保持较好的活性；Na+、Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Al3+等离子对绿色木霉U3D2Na22所产的β-葡萄糖苷酶具有一定激活作用；而Ag+、Fe3+、Zn2+、K+、Cu2+则对该酶具有抑制作用；EDTA可以显著提高酶活。