葡萄糖氧化酶产生菌的诱变育种及条件优化
葡萄糖氧化酶(Glucose Oxidase,GOD)是一种需氧脱氢酶,在有氧条件下能专一性的催化β-D-葡萄糖生成葡萄糖酸和过氧化氢.它是一种生物催化剂,在医疗诊断、科学研究、食品工业等领域具有很大的应用价值. 目前,葡萄糖氧化酶虽然已有商品出售,但是我国生产的葡萄糖氧化酶酶制剂活力比较低、稳定性也较差,所以一直以来几乎依赖进口.因此,提高葡萄糖氧化酶的活力及稳定性,实现葡萄糖氧化酶的国产化具有重要意义.本文通过对黑曲霉菌株进行诱变处理,筛选出了酶活较高的菌株,并通过条件优化的方法进一步提高酶活力,最后我们进行了粗酶夜酶学性质的研究。结果如下: 诱变育种结果:以实验室保藏的黑曲霉菌株为出发菌株,初始酶活是1.21U/mL,通过紫外诱变、微波诱变处理,最终筛选出了一株葡萄糖氧化酶活力较高且突变型稳定的突变株C3,酶活达到5.32U/mL,是初始菌株的4.3倍. 培养基的优化结果:选择不同含量的有机氮源蛋白胨、豆饼粉、尿素、酵母浸粉以及无机氮源(NH4)2SO4、NaNO3等.结果显示蛋白胨在浓度为0.4％的时候对产酶影响最大,使酶活达6.21U/mL.无机氮源NaNO3在浓度为0.6％的时候对产酶效果最好,使最大酶活可以达到6.15U/mL.选择不同含量的工业葡萄糖、葡萄糖、蔗糖、乳糖、麦麸、可溶性淀粉做碳源.结果显示在蔗糖浓度12％的时候对产酶影响最大,使酶活可以达到6.25U/mL,可溶性淀粉作为发酵的碳源,菌体生长很少而且酶活很低;麦麸做为液体发酵的碳源时,菌丝体都缠绕在麸皮上,不利于粗酶液的制备;乳糖做为碳源菌体几乎不生长,可能菌体不能利用乳糖.培养基响应面实验优化结果:在蔗糖12.3％、蛋白胨0.41％、NaNO30.60％发酵液中葡萄糖氧化酶活力可达到7.20U/mL,是初始菌株的6倍. 发酵条件优化结果为:培养周期为48h时酶活达到最大.在这之后酶活开始下降,酶活下降的原因可能是由于在发酵过程中产生大量的酸使pH迅速下降,以及酶解产物的增加,使酶的产量和酶活都有所降低;在培养温度30℃时酶活最高,温度低于25℃时菌体生长缓慢,酶活较低;温度大于30℃时,葡萄糖氧化酶活力下降;初始发酵液pH在6.0时产酶效果最好,pH值过高或过低都会影响产酶活性,当发酵过程中pH值下降到3以下时,葡萄糖氧化酶的酶活迅速下降;装液量在30mL,接种体积为3％时发酵产酶效果最好,酶活力达到8.70U/mL,其酶活明显高于初始菌株,是初始菌株酶活的7.2倍.降;装液量在30mL,接种体积为3％时发酵产酶效果最好,酶活力达到8.70U/mL,其酶活明显高于初始菌株,是初始菌株酶活的7.2倍. 葡萄糖氧化酶的酶活最适温度和最适 pH值是30℃和pH5.5.该酶 pH值稳定性较宽,热稳定性较好.葡萄糖氧化酶 Ag+、Hg2+的作用下受到了很大的抑制.
葡萄糖氧化酶;诱变育种;条件优化;酶学性质;黑曲霉
山东师范大学
硕士
微生物学
袁建国
2012
中文
TQ925.4
69
2012-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）