壳聚糖酶产生菌株的筛选及酶的固定化研究

【摘要】从福建沿海泥样中分离得到4株产壳聚糖酶能力较强的菌株,经酶活性检测,菌株M-2产酶能力最强,通过对其产酶发酵条件的研究,确定了其最佳发酵条件为：壳聚糖1.0%,初始pH为6.5,(NH4)2SO41.87%,接种量为4%,装液量为70mL/250mL,30℃下150r.min-1摇床培养72h。在最适产酶培养条件下,菌株M-2发酵液中壳聚糖酶活力最高可达到18U/mL.结合形态学观察及26SrDNA鉴定,确定该菌株为青霉菌属(Penicilliumsp.)的一种,命名为Penicillumsp.M-2.纯化后的粗酶液经SDS-PAGE分析显示一条清晰的蛋白条带,确定Penicillumsp.M-2菌株所产的壳聚糖酶的分子量约为40kD.并对Penicillumsp.M-2菌株产壳聚糖酶进行了酶学特性研究,结果表明,该壳聚糖酶酶促反应的最适pH为5.0：最适温度为55℃；在离子浓度为1×10-3mo1/L时,金属离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+对酶的活性具有一定的促进作用,酶活力分别提高了4%,1%,2%,2%:Cu2+、Hg2+、Ag+对酶具有不同程度的抑制作用,酶活分别下降了60%,65%,69%；该酶对不同的底物及不同脱乙酰度的底物壳聚糖降解作用不同；其以水溶性壳聚糖为底物时,酶促反应表观米氏常数Km值为1.293g/L。模拟酶解法制备了三种不同分子量大小的壳寡糖,并进行了初步的抑菌试验,结果表明,浓度为4%、分子量为1215±20.0(聚合度为7)的壳寡糖对玉米大斑病菌(HelminthosporiumturcicumPass)、小麦根腐病菌(Cochlioblussativus)生长抑制效果最好,抑菌率分别为79.3%、7%。对本研究所获得的纯化后的壳聚糖酶进行了固定化研究,以纳米SiO2改性壳聚糖为固定化载体,并结合扫描电镜、红外光谱及X-射线衍射对固定化载体的表征进行了验证,初步确定固定化酶的最适温度为60℃,最适pH为7.0,表观米氏常数Km’为10.64g/L；研究表明,反应温度、pH、表观米氏常数Km’均较游离酶有所提高。固定化酶具有较强的操作稳定性,重复使用10次后,酶活力下降不低于原始酶活力的70%；固定化酶具有良好的低温保存稳定性,4℃条件下,固定化酶的保存半衰期约为28d。
【作者】卓少玲；
【导师】陈盛；
【作者基本信息】福建师范大学，环境科学，2012，硕士
【关键词】壳聚糖酶；壳寡糖；酶学特性；固定化；

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