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大斑刚毛座腔菌高产漆酶条件的响应面优化及酶学特性
  • ISSN号:0578-1752
  • 期刊名称:《中国农业科学》
  • 时间:0
  • 分类:S816.7[农业科学—饲料科学;农业科学—畜牧学;农业科学—畜牧兽医]
  • 作者机构:[1]河北农业大学真菌毒素与植物分子病理学实验室,河北保定071001
  • 相关基金:国家自然科学基金(31101402); 教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20111302120004); 河北省高等学校科学技术研究项目(QN2014091)
中文摘要:

【目的】优化大斑刚毛座腔菌(Setosphaeria turcica)高产漆酶的最佳发酵条件,确定其酶学性质,为进一步开发应用奠定基础。【方法】以大斑刚毛座腔菌为出发菌株,首先采用单因素试验确定影响菌株产漆酶的碳源、氮源及铜离子的种类及范围,并在单因素试验的基础上,以漆酶酶活力为响应值,采用central composite design(CCD)响应面设计试验,利用Design Expert软件对响应值进行3因素3水平下的多元二次回归拟合分析,优化大斑刚毛座腔菌产漆酶的发酵培养基成分;初步分离大斑刚毛座腔菌发酵液中的漆酶,以ABTS为反应底物,设置不同温度及p H,测定漆酶的最适反应温度、p H及热稳定性、p H稳定性,进一步测定其反应动力学常数Km值、Vm值,确定其酶学特性。【结果】建立了以漆酶酶活力为响应值的多元二次回归模型,模型差异显著(P=0.0001),可以用该模型来拟合试验;响应面分析结果表明,各因素对漆酶活力的影响大小依次为Cu2+〉葡萄糖〉尿素,而葡萄糖和尿素交互作用极显著;通过拟合求出模型极值点,对应的大斑刚毛座腔菌产漆酶的最佳培养条件为:葡萄糖50.05 g·L^-1,KH2PO4 1 g·L^-1,尿素1.46 g·L^-1,Mg SO4 0.5 g·L^-1,蛋白胨2 g·L^-1,玉米浆0.5 g·L^-1,Cu SO4 0.07 g·L^-1,Tween80 3 m L·L^-1,28℃,150 r/min振荡培养7 d;在此条件下漆酶活力最高达(40.00±1.20)U·m L^-1。对大斑刚毛座腔菌漆酶发酵液初步分离,经SDS-PAGE检测其漆酶相对分子量约为80 k D;以ABTS为底物时,最适反应温度为50℃,最适p H为4.2,在温度较高且弱酸性条件下活性较高,并且具有良好的温度稳定性和p H稳定性,常温下p H为4.2保持14 h后酶活力基本不变,50℃保温14 h后漆酶活力仍保持在60%以上;进一步在常温、p H为4.2时测定其米氏常数Km值为0.036 mmol··L^-1,最大反应速率Vm为28.63 mmol·L^-1·min-1。【结论】利用大斑刚毛座腔菌液体发?

英文摘要:

【Objective】The objective of this study is to optimize fermentation parameters for the laccase production by Setosphaeria turcica,investigate its enzymatic properties,and to develop the applications of the laccase.【Method】According to the results of single factor experiments to confirm the categories and concentration scales of the carbon source,nitrogen source and Cu2+as single parameters,the response surface experiments of fermentation using S.turcica were preformed which the enzymatic activity was chosen as the response value.The experiments were designed by the central composite design(CCD),and analyzed by Multivariate Quadratic Regression Analysis of Design Expert for three factors and three levels,then the optimal fermentation medium for laccase production by S.turcica was determined.And the properties of laccase isolated from the fermentation culture were characterized using ABTS as substrate,including the optimum temperature and p H,the stability at different p H and temperatures,and the kinetics constants of Km and Vm.【Result】The multivariate quadratic regression model which the enzymatic activity was chosen as response value was significantly different(P=0.0001),which meant the established regressing equation for activity of laccase had an excellent goodness of fit and the laccase fermented by S.turcica could be analyzed by this model.According to the model,the factors influencing the activity of laccase were in the order as follows:Cu2+glucoseurea and the interaction of glucose and urea was very significant.The optimum conditions,which were predicted by this model,were glucose 50.05 g·L^-1,KH2PO4 1 g·L^-1,urea 1.46 g·L^-1,Mg SO4 0.5 g·L^-1,peptone 2 g·L^-1,maize steep liquor 0.5 g·L^-1,Cu SO4 0.07 g·L^-1 and Tween80 3 m L·L^-1,at 28℃,and 150 r/min.The maximal enzyme activity was(40.00±1.20) U·m L^-1 after 7 d of cultivation.The laccase of S.turcica had a molecular weight of approximately 80 k D analyzed by SDS-PAGE after preliminarily purified.It was demonstrate

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期刊信息
  • 《中国农业科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国农业部
  • 主办单位:中国农业科学院 中国农学会
  • 主编:万建民
  • 地址:北京中关村南大街12号中国农业科学院图书馆楼4101-4103室
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zgnykx@caas.cn
  • 电话:010-82109808 82106279
  • 国际标准刊号:ISSN:0578-1752
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1328/S
  • 邮发代号:2-138
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:85620