α-淀粉酶基因研究进展

α-淀粉酶在畜禽生产中的作用机理及应用进展摘要随着近代酶技术及生物技术的发展，高效能生物活性物质——酶制剂已能大规模地工业化生产，并被应用于饲料工业中，许多实验和实际应用结果都表明，饲用酶制剂作为一种饲料添加剂能有效地提高饲料的利用率、促进动物生长和防治动物疾病的发生，与抗生素和激素类物质相比，具有卓越的安全性，引起了全球范围内饲料行业的高度重视。

饲用酶种类繁多，淀粉酶作为其中的一种，在畜禽生产中取得了相当好的效果。

本文主要介绍淀粉酶的组成、基本性质以及在畜禽生产中的应用。

关键词：α-淀粉酶畜禽生产作用机理应用进展正文：1、α-淀粉酶的简介1.1 α-淀粉酶的定义淀粉酶是一类能分解淀粉糖苷键的酶的总称，广泛存在于动植物和微生物中，是利用最早、用途最广、工业产量最大的酶制剂品种。

按照水解淀粉酶的方式，淀粉酶主要可分为四大类：α-淀粉酶（α-amylase）、β-淀粉酶（β-amylase）、葡萄糖淀粉酶（glucoamylase）和异淀粉酶（isoamylase）。

［1］其中，α-淀粉酶（α-1，4-葡聚糖-4-葡聚糖苷酶，EC3.2.1.1）多是胞外酶，其作用于淀粉时可从分子内部随机地切开淀粉链的α-1，4糖苷键，而生成糊精和还原糖，产物的末端残基碳原子构型为α-构型，故称α-淀粉酶。

［2］-［3］1.2 α-淀粉酶的分类和结构依α-淀粉酶产物不同可将它们分为糖化型和液化型两种：液化型α-淀粉酶，能将淀粉酶快速液化，其终产物为寡聚糖和糊精：糖化型α-淀粉酶有较强的酶切活性，在水解可溶性淀粉时，随着水解时间的延长而产生寡聚糖，麦芽糖直至葡萄糖。

按照其使用条件可以分为低温型、中温型、高温型、耐酸耐碱型。

按产生菌不同又可以分为细菌、真菌、植物和动物淀粉酶。

［4］研究表明所有α-淀粉酶均为分子量在50ku左右的单体，由经典的三个区域（A、B、C）组成：中心区域A由一个（β/α）8圆筒构成；区域B由一个小的β-折叠突出于β3和α3之间构成；而C-末端球型区域C则由一个Greek-key 基序组成，为该酶的活性部位，负责正确识别底物并与之结合。

目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (1)引言 (2)1 α-淀粉酶抑制剂的介绍 (2)1.1 α-淀粉酶抑制剂的来源 (2)1.2 α-淀粉酶抑制剂的特性研究 (3)2 α-淀粉酶抑制剂的制备 (4)2.1 来源于天然植物的α-淀粉酶抑制剂 (4)2.11 豆类植物 (5)2.12 麦类植物 (5)2.13 齿苋类植物 (6)2.14 其他植物 (7)2.2 来源于微生物的α-淀粉酶抑制剂 (7)3 α-淀粉酶抑制剂的分离纯化 (8)4 α-淀粉酶抑制剂的检测方法 (9)4.1 碘比色法 (9)4.2 3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法 (9)5 α-淀粉酶抑制剂的筛选方法 (10)6 α-淀粉酶抑制剂的研究进展 (11)6.1 国内外研究概况 (11)α淀粉酶抑制剂的研究进展摘要：α-淀粉酶抑制剂是一种糖苷水解酶抑制剂。

抑制糖类消化吸收药物，减少糖分的摄取，降低血糖和血脂含量，还可作为抗虫基因。

目前在医学和农业上具有广泛的用途。

本文对α-淀粉酶抑制剂的制备、检测、筛选方法、特性以及发展进行了综述，并对其前景作了展望。

关键词：α-淀粉酶抑制剂，制备，检测，筛选方法，特性Research progress of α-amylase inhibitor Abstract:α-amylase inhibitor is a kind of glycoside hydrolase inhibitor, It can be potentially use as medicines of diabetes owing to inhibiting glucose from being absorbed in the digestive tracts. Which can reduce ingestion of sugar and blood fat contet and has hypoglycemic activity, and its gene can be used as insect-resistant genes in crops breeding. There is comprehensive, application in agriculture and medicine . The preparation、detection、screening methods、characteristics and development of the α-amylase inhibitors were reviwed in this paper, and the prospects were forecasted. Key words:α-amylase inhibitor, preparation, detection, screening methods, characteristics .引言α-淀粉酶抑制剂属于糖苷酶抑制剂的一种，是一种纯天然生物活性物质，主要存在于植物种子、胚乳和微生物代谢产物中，目前在医药和农业上具有广泛的用途。

α-淀粉酶在食品工业应用研究α-淀粉酶在食品行业的应用研究摘要：α-淀粉酶作为淀粉酶的一种，广泛应用于工业生产，在食品、医药、造纸、酿造以及饲料等工业中发挥着越来越重要的作用。

文章综述了α-淀粉酶的酶学性质和在食品工业的应用，以及对α-淀粉酶未来发展的思考，如何进一步研究，使其应用价值得到更好的发挥。

关键词：淀粉酶；α-淀粉酶；应用；展望。

1概述淀粉酶（amylase，Amy，AMS），广泛存在于自然界，几乎所有的植物、动物和微生物都含有淀粉酶。

依据对淀粉作用方式的不同分为：α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、支链淀粉酶和异淀粉酶等；而根据淀粉酶来源的不同又可以分为：细菌淀粉酶、真菌淀粉酶、动物淀粉酶和植物淀粉酶[1]。

其中，α-淀粉酶（α-amylase）属于葡萄糖水解酶家族13（GH13），国际酶学分类编号为 EC 3.2.1.1[2]，能随机切开淀粉、糖原等大分子内部的α-1,4-葡萄糖苷键，将其水解成糊精、低聚糖和葡萄糖等一系列小分子[3,4]，使淀粉黏度迅速下降。

由于产物的末端残疾C原子为α 构型，故称α-淀粉酶[5]。

不同来源的α-淀粉酶性质有一定的区别，工业上主要是应用真菌和细菌产生的α-淀粉酶。

2α-淀粉酶性质由于α-淀粉酶来源广泛，其酶学和理化性质会有一定区别，为了满足不同工业生产需要，需要充分了解所使用α-淀粉酶的来源以及其性质，主要有以下三个方面：2.1温度和pH值不同温度和pH值条件下，α-淀粉酶的活力会有所不同，只有在最适温度和pH值条件下，酶的稳定性最好，其活力最强，才能更好地发挥作用[6,7]。

2.2底物和其他酶类一样，α-淀粉酶也具有底物特异性，不同来源的淀粉酶反应底物各有不同，α-淀粉酶对淀粉及其衍生物具有高度的特异性。

2.3金属离子α-淀粉酶中含有金属离子Ca2+，可以维持酶本身的特殊构象，保证酶的活性和稳定性，一旦被其他金属离子取代，酶活性将受到影响。

但也有报道称Ca2+是否游离对酶的活性没有影响[8]。

α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究随着人们生活水平的提高，糖在我们的日常饮食中扮演着非常重要的角色，而在糖的制造过程中，α-淀粉酶是一种非常重要的酶类，本文将以α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究为题目，详细阐述它的应用情况、研究进展和未来发展趋势。

1.α-淀粉酶的概述α-淀粉酶，也称为淀粉酶α，是一种由人体和其他生物合成的酶类，它可以将淀粉分解为葡萄糖单元，从而被人体和其他生物利用。

在糖制造过程中，它是一种非常重要的酶类，它可以加速淀粉分解过程，使得糖的生产效率得到大大提高。

2.α-淀粉酶在糖的制造中的应用糖的制造一般分为两个步骤：首先是将淀粉转化为糖汁，然后再通过蒸发和结晶等工艺，将其中的水分蒸发掉，得到干糖。

而在将淀粉转化为糖汁的过程中，α-淀粉酶扮演着非常重要的角色，可以加速淀粉的分解，使得糖汁中的葡萄糖含量大大提高，从而提高糖的生产效率。

具体来说，α-淀粉酶主要通过水解反应将淀粉降解为糖汁，其反应方程式如下：淀粉+α-淀粉酶→糖汁其中，α-淀粉酶可以将淀粉分解为各种长度不同的糖链，而这些糖链可以被其他酶类如葡萄糖异构酶、蔗糖酶等降解为单糖，从而产生糖汁。

目前，在糖的制造中，常用的α-淀粉酶主要来源于微生物或植物，如大肠杆菌、枯草杆菌、木霉属等。

这些来源不同的α-淀粉酶在制糖生产中的应用情况也有所不同。

3.研究进展近年来，随着科技的进步，人们对α-淀粉酶的研究也得到了不断的深入。

研究表明，α-淀粉酶不仅可以在制糖生产中应用，还可以在其他领域如医学、食品加工等得到广泛的应用。

3.1制糖生产中的应用研究随着人们生活水平的提高，对糖的需求量不断增加，而将α-淀粉酶应用于糖的制造中可以大大提高生产效率，从而降低糖的生产成本，增加企业利润。

针对α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究，国内外研究人员也进行了大量的实验和研究。

这些研究主要涉及到α-淀粉酶的酶学特性、生物反应器的设计、工艺条件的优化等方面，以提高α-淀粉酶的利用率和糖的产量。

淀粉酶的应用及研究进展淀粉酶是一种能够分解淀粉类物质的酶，在多个领域具有广泛的应用。

随着科技的不断进步，淀粉酶的研究和应用也在不断深入。

本文将详细介绍淀粉酶的应用领域和研究进展，以期为相关领域的研究提供参考。

淀粉酶是一种水解酶，能够将淀粉分解成相对较小的分子，如葡萄糖、麦芽糖等。

根据酶的来源不同，可以分为α-淀粉酶和β-淀粉酶。

其中，α-淀粉酶广泛存在于高等植物和微生物中，而β-淀粉酶则主要存在于高等植物和某些微生物中。

淀粉酶在自然界中分布广泛，扮演着重要的角色，尤其是在食品、生物制药和环境治理等领域具有广泛应用。

食品领域在食品领域中，淀粉酶主要用于制作糖浆、葡萄糖等淀粉类食品。

通过使用不同种类的淀粉酶，可以控制糖类的生成量和生成速度，从而获得所需的食品品质。

淀粉酶还可以用于改善食品的口感和外观，如用α-淀粉酶处理小麦粉可以使其变得更加松软。

在生物制药领域中，淀粉酶主要用于药物的制备和生产。

例如，β-淀粉酶可以用于制备免疫抑制剂、抗炎药等药品的有效成分。

淀粉酶还可以用于生物柴油的生产，提高生物柴油的产率和质量。

随着生物技术的不断发展，淀粉酶在生物制药领域的应用前景将更加广阔。

在环境治理领域中，淀粉酶主要用于水处理和农业废弃物的处理。

β-淀粉酶可以用于降解农业生产中的纤维素类废弃物，将其转化为可利用的糖类，从而实现农业废弃物的资源化利用。

淀粉酶还可以用于水处理中的污泥减量，提高污水处理效率。

新一代淀粉酶的研发随着科技的不断进步，新一代淀粉酶的研发工作正在不断深入。

目前，新型淀粉酶的研究主要集中在提高酶的稳定性、降低成本以及优化生产工艺等方面。

例如，通过基因工程手段，可以培育出具有更强水解能力和稳定性的淀粉酶。

利用合成生物学方法，还可以构建出更加高效的淀粉酶生产系统，为淀粉酶的应用提供更加可持续的解决方案。

除了新型淀粉酶的研发外，淀粉酶基因改造也是当前研究的热点之一。

通过基因改造手段，可以改变淀粉酶的活性、热稳定性等关键性质，从而优化其在不同领域的应用效果。

基因工程菌生产耐高温α-淀粉酶发酵条件的优化α-淀粉酶是一种能够水解淀粉的酶，被广泛应用于食品、制浆造纸、医药等领域。

由于生产条件的限制，传统的α-淀粉酶生产工艺存在很大的局限性，因此需要探索新的生产技术和生产菌株。

方法：
本实验选用经过基因工程改造的高温耐受性菌株，利用筛选得到的最优菌株进行发酵生产α-淀粉酶。

通过单因素实验和正交实验优化发酵条件，包括发酵时间、发酵温度、pH值、转速等指标，寻找最佳发酵条件。

结果：
确定最佳生产菌株后，发酵条件的单因素实验结果表明，最佳发酵时间为72小时，发酵温度为60℃，pH值为7.0，转速为180转/分。

进一步经过正交实验优化，确定了最佳的发酵条件为：发酵时间72小时，发酵温度60℃，pH值7.0，转速180转/分。

结论：
通过基因工程改造的耐高温菌株生产α-淀粉酶的发酵条件已经成功优化，这为更高效、环境友好的α-淀粉酶生产提供了技术支持和理论基础，同时也为高效生产其他工业酶类开辟了新的途径。

耐高温α 淀粉酶研究进展郑元木摘要: 耐高温α-淀粉酶是重要的工业用酶之一，本文简要综述了该酶结构、性质、作用机制、分离纯化方法及生产工艺流程和用途。

关键词：耐高温α-淀粉酶；作用机制；生产工艺；用途α-淀粉酶全称为α-1，4-葡聚糖水解酶（EC3．2．1．1），作用于淀粉时，可从分子内部切开α-1，4-糖苷键而生成糊精和还原糖，由于产物的末端葡萄糖残基C1碳原子为α-构型，故得名为α-淀粉酶[1]。

耐高温α-淀粉酶不同于中温α-淀粉酶和α-淀粉酶普通高温，具有优越的耐热性能、酶活力高和较宽的pH适应范围等特性，故在工业中得到广泛的应用。

1 结构、功能、作用机制比较不同来源的耐高温α-淀粉酶氨基酸序列发现，虽然有的氨基酸序列相似性不足30%，但它们的三级结构极为相似，这也表明三级结构是催化活性的关键因素[2]。

耐高温α-淀粉酶都是由三个结构域组成，即为结构域A、结构域B、结构域C。

地衣芽孢杆菌是生产耐高温α-淀粉酶最重要的菌种，以地衣芽孢杆菌耐高温α-淀粉酶为例（结构如图一）[3]。

结构域A为8个α-螺旋和8个β-折叠交替组成的α/β桶状结构,该结构较为刚性，维持酶的基本构象。

结构域B具有较大的柔性，推测它可能与底物特异性结合有关，主要由一个或几个β-折叠构成。

结构域C构成α-淀粉酶的碳端，由反平行β-折叠组成，它包含的氨基酸少，距离活性位点远，缺乏柔性，目前它的功能尚不清楚。

α-淀粉酶的催化活性口袋位于结构域A和B之间，在α/β桶状结构的底部。

此外，在结构域A和B之间还发现有一个或几个钙离子及其他金属离子结合位点，推测它可能与稳定酶的结构有关。

耐高温α-淀粉酶属于水解酶类，能随机水解淀粉、糖原及降解物内部的α-D-1，4糖苷键，使溶液的粘度迅速下降，产生可溶性糊精、低聚糖及少量麦芽糖、葡萄糖。

对于耐高温α-淀粉酶作用机制的研究，Nielsen JE[4]等提出了如图二模型。

该模型认为催化中心位于α/β桶状结构的底部，Glu261和Asp231是起催化作用的两个重要残基。