巨大芽孢杆菌β-淀粉酶在枯草芽孢杆菌中诱导表达及碳代谢去阻遏

郭瑞; 李由然; 王均华; 石贵阳

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[背景]β-淀粉酶在食品和医疗领域应用广泛.目前工业上使用的β-淀粉酶主要从植物中提取,生产成本高,限制了β-淀粉酶的应用.微生物生产的β-淀粉酶尽管早有报道,但由于产酶水平低下,因而一直未能实现工业化.[目的]实现巨大芽孢杆菌β-淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的高效诱导表达,缓解碳分解代谢物阻遏(Carbon eatabolite repression,CCR)对该重组酶表达的影响,并研究其酶学性质.[方法]克隆枯草芽孢杆菌木糖诱导启动子,构建木糖诱导表达载体以介导巨大芽孢杆菌1514的β-淀粉酶编码基因amyM在枯草芽孢杆菌中的异源表达.定点突变位于amyM信号肽编码区的分解代谢物响应元件(Catabolite responsive element,CRE),降低碳源代谢对重组β-淀粉酶施加的阻遏.[结果]构建了诱导表达β-淀粉酶基因的重组枯草芽孢杆菌菌株.同义替换amyM-CRE保守碱基在不同程度上缓解了碳源所施加的CCR效应,重组酶的表达水平得到显著提高.重组酶的分子量为57 kD,水解可溶性淀粉主要生成麦芽糖和少量葡萄糖,其中麦芽糖含量为72％.该酶最适作用温度为50℃,最适反应pH为6.0.Co2+、Ca2+对重组β-淀粉酶具有激活作用.[结论]通过木糖诱导表达系统和碳代谢去阻遏实现了β-淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的高效表达,酶活最高可达97.16 U/mL发酵液,比amyM基因来源菌巨大芽孢杆菌1514的β-淀粉酶产量提高了440倍,为β-淀粉酶发酵生产的工业化提供了支撑.

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来源
《微生物学通报》 |2018年第12期|2552-2562|共11页
作者
郭瑞; 李由然; 王均华; 石贵阳;
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作者单位

江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏无锡 214122;

江南大学生物工程学院江苏无锡 214122;

江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏无锡 214122;

江南大学生物工程学院江苏无锡 214122;

江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏无锡 214122;

江南大学生物工程学院江苏无锡 214122;

江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏无锡 214122;

江南大学生物工程学院江苏无锡 214122;

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正文语种 chi
中图分类
关键词
枯草芽孢杆菌; 木糖诱导启动子; β-淀粉酶; 碳分解代谢物阻遏; 分解代谢物响应元件; 酶学性质;

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