耐热碱性纤维素酶分离纯化及酶学特性研究.pdfVIP

维普资讯 第24卷 第2期 深圳大学学报理工版 V01．24 No．2 2007年4月 JOURNALOFSHENZHEN UNIVERSITYSCIENCEANDENGINEERING Apr．2007 文章编号：1000-2618(2007)02-0212-05 耐热碱性纤维素酶分离纯化及酶学特性研究 陈伟钊 ，刘森林 ，邢 苗 ’ (1．深圳大学生命科学学院，深圳518060；2．华南农业大学，广州510642) 摘 要：通过离子交换和凝胶过滤两步层析法，从耐碱芽孢杆菌Ⅲ一3的培养液中分离到相对分子质量 约为89kD、比活力高达420U／mg的碱性纤维素酶Ⅲ一3一A．质谱分析显示：Ⅲ一3一A酶蛋白与芽孢杆菌 KSM-64、KSM一$237等产生的A5家族碱性纤维素酶具有一定的同源性．酶学性质研究结果表明：Ⅲ_3一A的 cMc酶反应以pH值为9．0、反应温度45℃左右为宜，在pH值为 6～11和 50℃以下酶活性稳定，且具有 耐金属离子和表面活性剂等特性；Ca“对酶的最适反应温度和热稳定性有显著影响，添加5mmol／LCaC1， 可使最适酶反应温度和稳定性分别提高至50℃和55℃．该酶具有耐热、耐金属离子、耐碱及高比活力等特 点，在棉织品的水洗整理及洗涤剂工业中具有 良好应用前景． 关键词：芽孢杆菌；碱性纤维素酶；分离纯化；离子交换层析；凝胶过滤层析；酶学性质 中图分类号：Q93 文献标识码 ：A 纤维素酶是指降解纤维素生成葡萄糖的一组 湖中筛选到一株产酶达60U／mL的耐碱芽孢杆菌 酶．按催化反应的最适pH值，纤维素酶可分为酸 Ⅲ一3．在此基础上，从Ⅲ一3菌培养液中分离到适合 性纤维素酶(最适pH值为3～5)、中性纤维素酶 于生产的耐热、耐金属离子，且 比活力达 420U／ (最适pH值为6～8)和碱性纤维素酶(最适 pH值 mg的碱性纤维素酶Ⅲ一3一A．本文主要对其分离纯 为8～10)．酸性纤维素酶开发最早，目前应用广 化、质谱鉴定和酶学性质进行研究． 泛¨J．然而，随着工业应用范围的不断扩展，酸性 纤维素酶显现出诸多不足．如在碱性条件下，酶活 1 材料和方法 性较低或根本没有活性，稳定性较差，pH值适应 范围窄，且在酸性条件下，处理纺织品后会产生褪 1．1 材 料 色现象等，极大地限制了纤维素酶在纺织、洗涤剂 1．1．1 试 剂 等工业中的应用 J．与酸性纤维素酶相比，碱性纤 DEAE—SepharoseCL6B，Hiload 16／60 Superdex 维素酶具有 pH值适应范围广，稳定性好，可耐受 200Pg，均购 自 GEAmersham Biosciences公司． 高温等优点 4。．作为洗涤用酶可使衣物经多次洗 BCA蛋 白质定量测定试剂盒 K3001，购自上海申能 涤后手感、外观等保持鲜艳，不易造成纺织品褪色 博采生物科技有限公司． 等，在纺织、洗涤剂等工业中应用前景广阔 ． 1．1．2 菌种及培养基 然而，目前国内研究和应用多集中于酸性纤维素 ①菌株来源：本实验室 自内蒙古碱湖的土壤中 酶，对于碱性纤维素酶的研究，因其产酶能力和比 筛选得到的耐碱芽孢杆菌Ⅲ一3． 活力低或耐热耐金属离子和表面活性剂等能力差等 ②培养基：质量分数为 1％的复合蛋 白胨， 诸多原因，尚未达到工业化生产水平 J，因此，寻 0．5％的酵母粉 ，0．5％的 NaC1，0．1％的 KH2PO4， 找耐热、耐金属离子和比活力高的优质碱性纤维素 0．25％的Na2HPO4·12H2O，2％的CMC—Na，0．5％ 酶意义重大．本课题组通过前期研究，从内蒙古碱