Bacillus sp. GEL-09 β-淀粉酶的克隆表达及性质分析开题报告

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1. 研究目的与意义

β-淀粉酶（β-amylase，bba，ec3.2.1.2）是一种外切淀粉酶，作用于淀粉时，从α-1,4-糖苷键的非还原性末端顺次切下一个麦芽糖单位。

β-淀粉酶水解直链淀粉分子时，水解产物主要是麦芽糖；β-淀粉酶作用于支链淀粉时，水解产物为麦芽糖和β-极限糊精。

β-淀粉酶在食品加工等工业体系中的核心应用价值是麦芽糖制造。

2. 国内外研究现状分析

国内外对β-淀粉酶的相关研究开展较早，研究范围也较为广泛，大体分为: β-淀粉酶产生菌的筛选，β-淀粉酶的提取纯化，β-淀粉酶的结构功能研究，构建产β-淀粉酶的基因工程菌四个方面。

1987年lehmussaarianti，mansikkamaki aino指出，植物原料中的β-淀粉酶有相当一部分与谷物蛋白质和其它成分结合在一起；要从植物原料中获得大部分β-淀粉酶，水溶剂中需要添加含硫的还原剂或其它物质。

1995年，邱宏端等对高等植物中β-淀粉酶利用水提法进行研究，提取的β-淀粉酶与异淀粉酶协同作用酶解木薯，产生麦芽糖含量可达70～75%。

3. 研究的基本内容与计划

（1）提取一株实验室保存的野生菌株的基因组dna，然后利用基因扩增方法获得β-淀粉酶编码基因，通过测序确认基因序列，构建表达载体并导入宿主菌短小芽孢杆菌中，从而构建得到产β-淀粉酶的重组菌株。

（2）在摇瓶中培养重组菌，获得重组酶，并对该酶的酶学性质和应用潜力进行考察；（3）在此基础上，在摇瓶中对发酵条件进行初步优化，并建立3l发酵罐中重组酶的发酵工艺。

课题的进行主要分为三个方面，即β-淀粉酶的基因表达、β-淀粉酶的酶学性质分析、β-淀粉酶制备条件的优化。

4. 研究创新点

本研究以实验室保存的野生菌株，通过构建得到产β-淀粉酶的重组菌株，并对该重组菌株进行发酵工艺条件优化，确定最佳发酵工艺参数，在此基础上，对该重组菌株所产β-淀粉酶进行分离纯化和酶学性质研究，为该酶的应用奠基试验基础。