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糖化酶的研究进展及趋势

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27󰀁BlairH.T.etal.,Synapticplasticityinthelateralamygdala:acellar

hypothesisoffearconditioning.LearningandMemory,2001;8:227󰀁242

28󰀁MillerR.R.,MatzelL.D.Memoryinvolvesfarmorethan󰀁consolida󰀁

tion󰀁.NatureReviewsneuroscience,2000;1:214󰀁216

29󰀁KimJ.J.,FanselowM.S.Modality󰀁specificretrogradeamnesiaoffear.

Science,1992;256:675󰀁677

30󰀁Phillips,R.G.,LeDoux,J.E.Differentialcontributionofamygdala

andhippocampustocuedandcontextualfearconditioning.Behav.Neu󰀁

rosci.,1992;106:274󰀁85

31󰀁SeldenN.R.,EverittB.J.,JarrardL.E.,RobbinsT.W.Complemen󰀁

taryrolesfortheamygdalaandhippocampusinaversiveconditioningto

explicitandcontextualcues.Neuroscience,1991;42:335󰀁50

32󰀁AbeliovichA.,PaylorR.,ChenC.,KimJ.J.,WehnerM.,Tonegawa

S.PKCgmutantmiceexhibitmilddeficitsinspatialinspatialandcon󰀁

textuallearning.Cell,1993;75:1263󰀁7133󰀁MarenS.,AharonovG.,FanselowM.S.Neurotoxiclesionsofthedorsal

hippocampusandPavlovianfearconditioninginrats.Behav.Brain

Res.,1997;88:261󰀁274

34󰀁FranklandP.W.,CestariV.,FilipkowskiR.,McDonaldR.J.,SilvaA.

J.Thehippocampusisessentialforcontextualdiscriminationbutnotfor

contextrecognitioninmice.Behav.Neurosci.,1998

ProgressintheReseachofLTPinHippcampus

ChenGuifen󰀁,LinLongnian󰀁

󰀁GraduateStudent,󰀁AssociateProfessor,LifeScienceSchool,EastChi󰀁

naNormalUniversity,Shanghai200062

Keyword󰀁hippcampus,long󰀁termpotentiation,LTP,associativelearning,

memorycontextualfearconditioning

糖化酶的研究进展及趋势*

武金霞󰀁王󰀁沛󰀁李晓明󰀁(河北大学生命科学学院)

*全国大学生󰀁挑战杯󰀁资助项目

关键词󰀁糖化酶󰀁酶洛力󰀁多型性󰀁结构基因

󰀁󰀁阐述了糖化酶的产生菌分布,不同菌株糖化酶的多型性,提高糖化酶酶活力水平的方法,糖化酶基因工程现状以

及对糖化酶研究的未来趋势.

󰀁󰀁葡萄糖淀粉酶(GlucoamylaseEC3.2.1.3)又称󰀁-淀

粉酶,简称糖化酶(缩写GA或G),是最重要的工业酶制

剂之一,它是一种外切型糖苷酶,从淀粉的非还原性末

端依次水解󰀁-1,4糖苷键,切下一个个葡萄糖单元,并

像󰀁-淀粉酶一样,使水解下来的葡萄糖发生构型变化,

形成󰀁-D-葡萄糖.对于支链淀粉,当遇到分支点时,它

也可以水解󰀁-1,6糖苷键,由此将支链淀粉全部水解成

葡萄糖.糖化酶也能微弱水解󰀁-1,3连接的碳链,它一

般都能将淀粉百分之百地水解生成葡萄糖,因此被广泛

地应用于酒精、白酒、抗生素、氨基酸、有机酸、甘油、淀

粉糖等工业中,是我国产量最大的酶制剂产品.

一、糖化酶多型性的研究

󰀁󰀁20世纪80年代,对于糖化酶的研究发展极快,主要

集中于糖化酶菌株的分离及其纯化工作.长期研究证

明,糖化酶广泛地分布在微生物中,主要存在于黑曲霉、

米曲霉、根霉等丝状真菌和酵母中,同时也存在于人的

唾液、动物胰腺及细菌中.已报道的产糖化酶真菌微生

物有23个属35个种;细菌有3属3种[1].󰀁󰀁真菌产糖化酶组分多型性是常见的,Rhizopusnivenus

和Chalaraparadoca[2,3]可分别产生5种和6种活性组分.

陈冠军、罗贵民等人[4]采用硫酸铵分级沉淀,DEAE-纤

维素离子交换层析、SephadexG-150凝胶过滤等方法,

从黑曲霉AS3.4309变异株B-11的发酵液中分离出三

种电泳均一的糖化酶G󰀁、G󰀁、G󰀁,其相对分子质量分

别为27000、53000和67000;等电点分别为3.38、3.59

和3.52;分子含糖量分别为8.7%、18.3%和13.6%;最

适温度均为70󰀁,实验结果证明,三种同工酶都由一条

多肽链组成.相对分子质量小的G󰀁具有完整的催化部

位结构,而G󰀁和G󰀁多于G󰀁的那部分肽段,则可能起

着稳定活性部位和增强结合底物能力的作用.G󰀁比G

󰀁多一个约含100个残基的肽段,这个肽段可能是G󰀁

能被生淀粉吸附的原因所在.One等[5]利用固相Acarbose

柱从市售糖化酶(A.niger)中分离出六种活性组分,每种

活性组分均可从可溶性淀粉中释放出单一的󰀁-D-葡

萄糖终产物.这六种组分的相对分子质量、沉降系数、化

学组成、等电点、酶的动力学及其他性质上各异.但Ya󰀁

suda[6]从Monascussp.NO.3403中分离出两种组分,电泳

和超离心结果证明有同质性、相对分子质量、碳氮含量、󰀁161󰀁自然杂志󰀁25卷3期科技进展最适pH、最适温度及Km值都非常接近.管汉成、严自

正、张树政[7]发现黑曲霉突变株T-21产生的葡萄糖淀

粉酶也具有多型性,经凝胶电泳和酶活力显色得到5条

以上具有淀粉酶活力的蛋白质带,并从中分离纯化出能

被生淀粉吸附和水解生淀粉的GA󰀁和既不被生淀粉吸

附又不水解生淀粉的GA󰀁.方善康和周凤臻[8]对黑曲

霉S4的生淀粉糖化酶进行分离,分离出3个均为酸性糖

蛋白的G󰀁、G󰀁和G󰀁.糖化酶的多型性可能由下述原

因引起:一是基因调控、转录的方式不同;二是蛋白质合

成的修饰作用不同,即结合糖量不同;三是在发酵过程

中受到自身蛋白水解酶和糖苷酶的作用,由糖化酶的原

始形式衍变成糖化酶的.此外培养基的成分和生长条件

也对糖化酶组分多型性有影响.

二、提高糖化酶活力的研究

󰀁󰀁几十年来我国科研工作者为提高糖化酶的活力进

行了不懈的努力,常规的物理及化学诱变的方法仍然是

方便有效的途径.谷海先等[9]对黑曲霉AN-149菌进行

自然分离、紫外线和NTG的复合诱变处理,得到了一株

高产糖化酶的菌株WG-93,经30L发酵罐试验,酶活力

达29ku/ml(原糖化酶生产发酵水平为12ku/ml).1993

年,李俊刚等[10]对生淀粉糖化菌黑曲霉S-1原生质体

采用(󰀁1=260nm,󰀁2=266nm)能量为8mJ的激光直接

照射,得到高酶活力的生淀粉糖化酶突变株,比出发株

酶活力平均提高37.4%,最高突变株酶活力达到74.5

u/ml,比出发株提高91%.1998年,李俊刚等[11]又以黑

曲霉523原生质体为对象,经激光、紫外线和亚硝基胍复

合诱变,选育出生淀粉糖化酶高产突变株黑曲霉NL-3,

其生淀粉酶活力为156u/ml.王海洪等[12]通过分离和筛

选,得到一株分解小麦生淀粉能力较强的黑曲霉,其生

淀粉糖化酶活力为171.5u/g,󰀁-淀粉酶活力为6.347

u/g.DNA重组技术发展以来,有人尝试将糖化酶基因克

隆到埃希大肠杆菌和酵母菌中,构建了糖化酶高产工程

菌.近几年来,罗进贤等人[13]将酵母Ty转座子的󰀁序

列,黑曲霉糖化酶cDNA及G418抗性基因neo重组进酵

母整和型质粒Yiplac128获得含LEU2,neo双标记基因,

糖化酶cDNA的高整和型表达载体YI128D.17N,转化

CRF18(YI128D.17N)糖化酶基因在该菌株获得高效表

达,产物分泌到胞外.吴晓萍等人[14]将切除了5󰀁端非编

码区50碱基对片段的黑曲霉糖化酶GA󰀁cDNA与大麦

󰀁-淀粉酶基因重组进埃希大肠杆菌-酵母穿梭载体,

构建重组表达质粒pMAG11,转化酿酒酵母GRF18,获得

含󰀁-淀粉酶和糖化酶双基因的酵母工程菌GRF18(pMAG11),在酵母PGK基因启动子和终止信号的调控

下,󰀁-淀粉酶和糖化酶基因获得高效表达,99%的表达

产物分泌至胞外.

三、糖化酶的基因的研究

󰀁󰀁对黑曲霉糖化酶基因的研究有了不断的进展,尤其

是对其结构基因和调控序列.Boel等[15]首先从黑曲霉的

染色体文库中分离出糖化酶的基因,它含有五个内含

子,而泡盛曲霉中含有四个内含子.两种微生物都分泌

糖化酶GA󰀁、GA󰀁,两种酶都由单一基因编码,有相类

似的氨基末端氨基酸序列,在一级结构和C-端序列长

度上稍有不同.唐国敏等克隆了突变株T21的糖化酶

cDNA,并进行了测序[16],实现了糖化酶基因在酿酒酵母

中的表达[17],并将糖化酶基因整合到酿酒酵母的基因组

内,实现稳定表达[18],克隆并测定了糖化酶基因启动子

区的功能[19],该课题组[20]在1996年以PCR合成的糖化

酶高产菌株黑曲霉T21糖化酶基因5󰀁近端非编码区588

bp(Eco-BamHI)的序列为探针,从T21染色体DNA中克

隆到近2.0kb的糖化酶基因5󰀁端非编码区序列,并以此

序列为探针,从糖化酶低产菌株黑曲霉3.795(T21的诱

变出发株)的染色体DNA中克隆到1.5kb的糖化酶基

因5󰀁端非编码区序列,并从该二序列的分析测定中得

到,黑曲霉糖化酶基因5󰀁端非编码区被称为󰀁核心启动

子󰀁(corepromoter)的TATAAAT框及GCAAT框,分别在翻

译起始点的-109bp及-178bp处,高产和低产菌株糖

化酶基因5󰀁端非编码区序列的分析比较结果表明,有9

个部位的碱基发生了变化.在1998年[21]又对糖化酶高

产菌株A.nigerT21和原始菌株Aniger3.795的glaA5'上

游区的序列进行了分析,证明两者在1.5kb的区域内有

九个部位的碱基不同.构建了以T21和3.795glaA基因

转录调控区及A.nidulanstrpC基因终止子为表达元件的

E.colihph基因表达载体(pXH2和pGH1),用pXH2和

pGH1分别转化A.nigerT21,对两种转化子的HmB抗性

水平测定和Southern杂交分析显示,在转化子XH2C和

GH1C中,pXH2和pGH1以相同拷贝数(2拷贝串联)整

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(完整版)年产5000吨糖化酶发酵车间设计

(完整版)年产5000吨糖化酶发酵车间设计

南 阳 理 工 学 院

本科生毕业设计

学院（系）： 生物与化学工程学院

专 业： 生物工程

学 生： *******

指导教师： ***

完成日期 2010

年 5 月

南阳理工学院本科生毕业设计

年产5000吨糖化酶发酵车间设计

The design of annual output of 5000 tons of glucoamylase

fermentation factory workshop

总计： 毕业设计（论文）28页

表 格： 5 个

插 图 ： 1 幅

年产5000吨糖化酶发酵车间设计

南 阳 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计

年产5000吨糖化酶发酵车间设计

The design of annual output of 5000 tons of glucoamylase

fermentation factory workshop

学 院（系）： 生物与化学工程学院

专 业： 生物工程

学 生 姓 名： 郭留洋

学 号： *****

指 导 教 师： ******

评 阅 教 师：

完 成 日 期： 2010年5月

酶解糖化滇黄精多糖的结构表征及其免疫活性

酶解糖化滇黄精多糖的结构表征及其免疫活性

104 收稿日期：2023-04-09

基金项目：财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系资助项目（CARS-21）

作者简介：黄俊源（1998-），男，硕士研究生，研究方向：食品新产品与保健食品，E-mail：

通讯作者：杜冰（1973-），男，博士，教授，研究方向：中草药炮制及活性成分代谢调控、新资源食品开发和应用，E-mail：酶解糖化滇黄精多糖的结构表征及其免疫活性

黄俊源1，袁晚晴1，苏艺1，杨淑婷1，黎攀1，陈建萍2，杜冰1*

（1.华南农业大学食品学院，广东广州 510642）

（2.香港大学李嘉诚医学院中医药学院，中国香港 999077）

摘要：该论文研究了酶解糖化下的滇黄精多糖结构和免疫活性，以探究酶解糖化下的黄精多糖结构特征及免疫

活性的影响。结果表明，酶解糖化黄精多糖（SPKP）的多糖和还原糖含量分别为94.05%、4.1%。多糖结构分析表明，

SPKP的红外光谱在1 016~1 147和931 cm-1处有吡喃糖特征吸收峰；单糖组成及摩尔比为阿拉伯糖:半乳糖:葡萄

糖:甘露糖:果糖=0.032:0.117:0.419:0.048:0.383，重均分子量（Mw）为3 820 u。甲基化结果表明SPKP主要的糖苷

键连接方式为 →4)-Glcp-(1→，占比47.1%，分支度为34.1%，结合碘碘化钾和刚果红实验结果可以推测SPKP是一

种含有复杂分支的三股螺旋多糖。RAW264.7细胞实验结果表明，酶解糖化黄精多糖在比较广的浓度范围内无毒性，

均能促进细胞增殖，且有较高的细胞吞噬能力和NO水平，因此可以推测SPKP具有较好的免疫活性，且与其多糖

结构有一定的关系。该研究可以为多糖与免疫活性的构效关系以及黄精新炮制方法的开发提供一定参考。

关键词：滇黄精；酶解糖化；多糖结构；免疫活性

文章编号：1673-9078(2024)04-104-112 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2024.4.0427

产糖化酶K-1根霉曲在不同酿酒原料上的应用

产糖化酶K-1根霉曲在不同酿酒原料上的应用

产糖化酶K-1根霉曲在不同酿酒原料上的应用

尹城明;贺胜英;周胜;寸跃芳;孔维锐;郭福宗;蒲壮萍;黄遵锡;唐湘华

【摘 要】研究了K-1根霉曲对不同酿酒原料的水解糖化能力。结果表明，根霉糖化酶对玉米粉、高粱粉、小麦粉、小米粉和苦荞粉的分解率在60min时都达到了50％左右，均显著高于其他对照酶样品，特别是对小麦粉和苦荞粉的分解能力更是极显著高于其他酶样品；此外根霉糖化酶对黄豆粉也有一定的分解能力。经薄层分析发现，根霉糖化酶将酿酒原料中的淀粉分解为葡萄糖和麦芽糖两大产物。%The hydrolyzing capacity and saccharifying capacity of K-1 Rhizopus

to different liquor-making raw materials were studied. The results showed

that the decomposition rate of glucoamylase from K-1 Rhizopus to corn

starch, sorghum powder, wheat flour, millet flour and buckwheat powder

reached about 50% in 60 minutes, better than other enzyme samples,

especially the decomposition rate of wheat flour and buckwheat powder

was evidently higher. Moreover, glucoamylase from K-1 Rhizopus could

decompose soybean meal. Thin layer analysis indicated that starch in

liquor-making raw materials would be finally decomposed into glucose

酶制剂在工业上的应用现状与展望

酶制剂在工业上的应用现状与展望

《酶工程》课程论文

学院：材料与化工学院

专业班级： 2011级生物工程（2）班

姓 名： 李丹丹

学 号： 20110412310047

评阅意见

评阅成绩

评阅教师：

2014年 6月 12日

酶制剂在工业上的应用现状与展望

姓名：李丹丹

学院和专业：材料与化工生物工程2班

摘要：酶制剂是一类特殊的食品添加剂，具有催化高效性，专一性等显著特点。文章综述了食品工业中酶制剂利用及新动向，包括淀粉糖、油脂、蛋白质加工、面包、啤酒、饮料工业以及改善苦味的酶类的应用。并介绍了酶与食品的关系、酶制剂在食品生产中用于保藏、改善质量和增加营养价值、增加品种种类、提高便捷性和提高食品生产效率等作用,还介绍了酶制剂在饲料中的应用。并对酶制剂在食品工业中和在动物饲料方面的发展方向进行展望。

关键词：酶制剂食品工业饲料工业应用

1.酶制剂的简介

酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质。而从生物体中提取的具有酶活力的制品，称为酶制剂。酶制剂主要用于食品加工和制造业方面，它在对提高食品生产效率和产量、改进产品风味和质量等方面有着其它催化剂所无法替代的作用。另外，酶制剂在日化、纺织、环境保护和饲料等行业也有着较广泛的应用。随着发酵工业的发展，酶制剂的主要来源已被微生物所取代，它具有不受季节、地区和数量等因素影响的特性，还具有种类多、繁殖快、质量稳定和成本低等特点。随着微生物育种技术的发展，酶制剂的种类越来越多，分类也越来越细。目前我国已工业化生产的、且用于食品工业的酶制剂主要有：淀粉酶、异淀粉酶、果胶酶和蛋白酶等，它们在食品加工中都起着十分重要的作用。当然，尽管目前我国酶制剂行业的发展已有了长足进步，但与发达国家相比，还有很大差距。为进一步加快酶制剂产业技术的进步，今后应注重在调整产品结构、增加新品种、提高产品质量和竞争力、实现规模化经营和拓宽应用领域等方面作深入的研究。