外切菊粉酶的熱改性研究

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1、分類號(hào)密級(jí)UDC編號(hào)碩士研究生學(xué)位論文外切菊粉酶的熱改性研究Studyonthethermalmodificationofexo-inulinase學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院專業(yè)名稱微生物學(xué)研究生姓名何麗梅學(xué)號(hào)1523120016導(dǎo)師姓名周峻沛職稱教授黃遵錫職稱教授2018年6月8日獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全

2、意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：彳＾＃＠ｗｇ年６月Ｂ日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。本人授權(quán)云，允許論文被查閱和借閱南師范大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索、縮印或掃描等復(fù)制手段保，可以采用影印存和匯編本學(xué)位論文。學(xué)位論文作者簽名指導(dǎo)教師簽名：日ｐｆ１年６月Ｓ／年／月ｆ日Ｉ摘要摘要菊粉富含于菊芋、菊苣等多種菊科植物中，是一種來

3、源豐富的可再生資源。菊粉能被菊粉酶水解，生產(chǎn)果糖或高果糖漿、菊粉寡糖和燃料酒精等產(chǎn)品，在食品、醫(yī)療保健、生物能源等方面都有廣泛的應(yīng)用。本文所研究的InuAGN25DVS是一種低溫外切菊粉酶。地球總面積的大約75%都屬于低溫環(huán)境，很適合低溫酶作用；在低溫下的處理可防止?fàn)I養(yǎng)損失和食品品質(zhì)降低，酶的生產(chǎn)需要酶具有良好的熱穩(wěn)定性，而低溫酶普遍熱穩(wěn)定性差，需要在保證活性的同時(shí)提高熱穩(wěn)定性；隨著溫度降低，酶的催化活性往往降低，需要提高酶在低溫下的活性。為了得到熱穩(wěn)定性提高的InuAGN25DVS突變體或者低溫活性提高的InuAGN25DVS突變體，本

4、文通過理性設(shè)計(jì)的方法設(shè)計(jì)了刪除137EEDRK141的突變體MutE137Δ5、8點(diǎn)突變的N61E-K156R-P236E-T243K-D268E-T277D-Q390K-R409DMut8S、刪除了InuAGN25DVSN端3個(gè)氨基酸—Q23、T24和G25的MutQ23Δ3。將野生酶和突變酶在大腸桿菌中進(jìn)行異源表達(dá)、純化，切除純化酶的His標(biāo)簽，并進(jìn)行酶學(xué)性質(zhì)測(cè)定，研究結(jié)果如下：1.突變體MutE137Δ5的最適pH為6.0，與野生酶InuAGN25DVS一樣；最適溫度為35℃，與野生酶相比下降了10℃，在30℃時(shí)相對(duì)酶活比野生酶增加

5、了約20%，在低溫下的活性有了提高。在50℃下保溫1小時(shí)后野生酶有約65%的相對(duì)酶活，而突變體MutE137Δ5有約40%的酶活。2.突變體Mut8S的最適pH為6.5，較野生酶增加了0.5個(gè)pH；最適溫度為40℃，與野生酶相比下降了5℃；在50℃下保溫1小時(shí)后野生酶有約65%的相對(duì)酶活，而突變體Mut8S的相對(duì)酶活基本沒變?yōu)?00%。3.突變體MutQ23Δ3的最適pH為6.0，與野生型酶InuAGN25DVS一樣；最適溫度是45℃；在50℃下保溫1小時(shí)后野生酶有約65%的相對(duì)酶活，而突變體MutQ23Δ3的相對(duì)酶活基本沒變?yōu)?00%。

6、I摘要本文通過理性設(shè)計(jì)的方法得到了1個(gè)低溫活性提高的外切菊粉酶MutE137Δ5、2個(gè)熱穩(wěn)定性提高的外切菊粉酶Mut8S和MutQ23Δ3。本研究提高了低溫外切菊粉酶InuAGN25DVS的應(yīng)用潛能，同時(shí)也為糖苷水解酶第32家族外切菊粉酶的熱改性及相關(guān)適應(yīng)機(jī)理提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：菊粉；菊粉酶；熱改性；理性設(shè)計(jì)IIAbstractAbstractInulinisrichinvariousasteraceaeplantssuchasJerusalemartichokeandchicory,andisarichsourceofrenewabler

7、esources.Inulincanbehydrolyzedbyinulinasetoproducefructoseorhigh-fructosesyrup,inulinoligosaccharides,andfuelalcohol,whicharewidelyusedinfood,healthcare,andbio-energy.InuAGN25DVSusedinthispaperisalow-temperatureexo-inulinase.About75%ofthetotalareaoftheearthbelongstoalow-t

8、emperatureenvironmentandissuitableforlow-temperatureenzymeaction.Treatmentatalowtemperaturecanpr