黑曲霉甘露聚糖酶催化性能与反应机理研究开题报告

1. 研究目的与意义

以本实验室黑曲霉所产甘露聚糖酶为研究对象，研究了解其最适反应温度、最适反应pH、温度稳定性、pH的稳定性、底物的种类和浓度以及酶浓度对酶活检测的影响，并了解粗酶对魔芋胶的水解情况，为黑曲霉甘露聚糖酶的应用和生产提供基础支持。

2. 国内外研究现状分析

许多研究表明不管是动物、植物还是微生物, 它们产生的半纤维素酶往往是几种起协同作用的酶组份, 如真菌陆生梭孢菌T. terrestris产生5种降解甘露聚糖的酶 , 卡塞尔黄肠球菌Eneterococcuscasselif lavus 能产生两种β-D甘露聚糖酶 , 嗜碱芽孢杆菌N 1625产生的β-D甘露聚糖酶有三个分子量不同的酶组分 。而微生物则是β-甘露聚糖酶的主要来源。已报导的有芽抱杆菌、假单胞菌、弧菌, 真菌中的曲霉、青霉、酵母和放线菌中的链霉菌等都是产β-甘露聚糖酶的常见菌群。不同微生物所产的β-甘露聚糖酶的分子量、最适反应p H 值、最适反应温度、酶动力学常数、底物专一性等都有一定的差异。β-甘露聚糖酶的分子量小的只有22000, 大的可以达到162000, 相差十分悬殊,但大部分在30～50 KDa 。真菌来源的β-甘露聚糖酶的作用范围偏酸, 一般在4.0～5.5之间, 最适反应温度一般在55～75℃。1990年Johnson研究的里氏木霉, 最适pH 为5.5, 最适反应温度为65 ℃； 2002年李江华等人研究的黑曲霉, 最适pH 值为5.5 , 最适反应温度为35 ℃。细菌和放线菌来源的最适p H 值却常为中性或者偏碱性, 最适反应温度为45～ 70 ℃ 。细菌中, 研究最多的是芽袍杆菌, 最适反应pH ,除嗜碱芽抱杆菌高至9.0以上之外, 多为5.5～7.0。1999年马建华等人研究的枯草芽抱杆菌最佳反应pH 为6.4 , 最适反应温度为50 ℃。相对于细菌来源的β-甘露聚糖酶, 真菌来源的β-甘露聚糖酶pH 稳定性, 最适反应pH 都偏低。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

⑴建立甘露聚糖酶的测定方法、蛋白浓度的测定方法、各种糖浓的测定方法；

⑵研究甘露聚糖酶纯化中的酶活、蛋白、比酶活、活力回收率、纯化倍数；

4. 研究创新点

甘露聚糖酶水解甘露聚糖类物质生成的甘露寡糖，促进动物生长，提高动物的饲料转化效率；促进饲料消化，改善动物肠道微生物生态，改善动物体的健康状况；降解甘露聚糖类物质，降低消化道内容物粘度，减少粪便排泄，减轻环境污染；可以提高微量元素的生物利用率；其降解产物甘露寡糖可促进动物肠道有益菌的生长；β-甘露聚糖酶及其降解产物甘露寡糖可刺激机体免疫活性，增强机体地免疫力；降解产物甘露寡糖还能够吸附真菌毒素，减少抗生素等化学药物的使用。我们所得的此黑曲霉菌株产酶也不例外。因此黑曲霉甘露聚糖酶具有研究价值。