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食品与发酵工业  2020, Vol. 46 Issue (15): 14-20    DOI: 10.13995/j.cnki.11-1802/ts.023748
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阿拉伯呋喃糖苷酶的重组表达及其发酵工艺优化
李鸿雁1,2,3,4, 陆健1,2,3,4, 李晓敏1,2,3,4,*
1(工业生物技术教育部重点实验室(江南大学),江苏 无锡,214122)
2(粮食发酵工艺与技术国家工程实验室(江南大学),江苏 无锡,214122)
3(江南大学 生物工程学院,江苏 无锡,214122)
4(江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心,江苏 无锡,214122;
Recombinant expression and fermentation optimization of arabinofurosidase from Penicillium oxalicum sp.68
LI Hongyan1, 2, 3, 4, LU Jian1, 2, 3, 4, LI Xiaomin1, 2, 3, 4, *
1(The Key Laboratory of Industrial Biotechnology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)
2(National Engineering Laboratory for Cereal Fermentation Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)
3(School of Biotechnology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)
4(Jiangsu Bioactive Products Processing Engineering and Technology Research Center,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)
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摘要 将来源于草酸青霉菌(Penicillium oxalicum sp.68)的阿拉伯呋喃糖苷酶基因poabf62a进行密码子优化后,在毕赤酵母GS115中重组表达PoAbf62A酶,并分析酶学性质。为进一步提高重组蛋白表达量,通过单因素及响应面分析法优化了重组菌株产PoAbf62A酶的发酵工艺。结果表明,以对硝基苯-α-L-阿拉伯呋喃糖苷(p-nitrobenzene-L-arabinofuranoside,pNPAF)为底物时,重组阿拉伯呋喃糖苷酶PoAbf62A的最适反应pH值为4.5,最适反应温度为40 ℃;该酶在pH 4.5和40~45 ℃下较稳定;Al3+、Co2+、Zn2+、Mg2+等金属离子对该酶活性有促进作用,Fe3+、Mn2、Cu2+和Fe2+可抑制其活性;以pNPAF为底物测得酶的Km值为2.46 mmol/L,最大反应速度Vmax为9.05 μmol/(min·g),kcat为0.22 s-1。最佳发酵参数为:BMMY培养基中接种量初始OD600值为2.4,添加诱导剂甲醇的体积分数为1.05%,每24 h补加甲醇使甲醇的体积分数恒定,30.5 ℃发酵120 h,发酵液酶活力为0.51 U/mL,相比未优化前提高了3.25倍。
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李鸿雁
陆健
李晓敏
关键词:  阿拉伯呋喃糖苷酶  酶学性质  毕赤酵母  分泌表达  发酵优化    
Abstract: The gene poabf62a encoding an arabinofurosidase from Penicillium oxalicum was codon optimized,chemically synthesized and expressed in Pichia pastoris GS115 and the recombinant enzyme was characterized. To further improve the expression level,the fermentation condition was optimized. The optimal reaction pH and temperature of the recombinant PoAbf62A on pNPAF were 4.5 and 40 ℃,respectively. The enzyme was stable at pH 4.5 and 40~45 ℃. Metal ions,such as Al3+,Co2+,Zn2+,Mg2+ could enhance its activity,while inhibited by Fe3+,Mn2+,Cu2+ and Fe2+. The Km value was 2.46 mmol/L,the Vmax was 9.05 μmol/(min·g),and the kcat was 0.22/s. The optimized fermentation parameters were as follows: inoculating size of the exponential growth phase cells from BMGY to BMMY with primary OD600 of 2.4,methanol supplemented with 1.05% of φ(methanol) every 24 h. As a result,the enzyme activity was 0.51 U/mL after 120 h fermentation at 30.5 ℃,which was 3.25 times higher.
Key words:  arabinofurosidase    enzymatic properties    Pichia pastoris    secretory expression    fermentation optimization
收稿日期:  2020-02-24      修回日期:  2020-03-27           出版日期:  2020-08-15      发布日期:  2020-08-15      期的出版日期:  2020-08-15
作者简介:  硕士研究生(李晓敏副教授为通讯作者,E-mail:xiaomin@jiangnan.edu.cn)
引用本文:    
李鸿雁,陆健,李晓敏. 阿拉伯呋喃糖苷酶的重组表达及其发酵工艺优化[J]. 食品与发酵工业, 2020, 46(15): 14-20.
LI Hongyan,LU Jian,LI Xiaomin. Recombinant expression and fermentation optimization of arabinofurosidase from Penicillium oxalicum sp.68[J]. Food and Fermentation Industries, 2020, 46(15): 14-20.
链接本文:  
http://sf1970.cnif.cn/CN/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.023748  或          http://sf1970.cnif.cn/CN/Y2020/V46/I15/14
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