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一色齿毛菌Cerrena unicolor GC.u01漆酶的分离纯化及酶学性质研究

田嘉慧

一色齿毛菌Cerrena unicolor GC.u01漆酶的分离纯化及酶学性质研究

田嘉慧1
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作者信息

  • 1. 齐鲁工业大学
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摘要

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,来源广泛,在有氧条件下可以直接催化酚类等氧化还原电动势较低的化合物的分解,且不产生其他副产物,是一种绿色高效的催化剂。本文以从格鲁吉亚引进的可以降解木质素的白腐菌为实验菌株,对其进行菌种鉴定及木质素降解能力研究,并对该菌株的粗酶液进行分离纯化,对获得的单一酶蛋白进行酶学性质研究以及常见染料降解的应用分析。 首先,对引进的菌株进行菌种鉴定及木质素降解能力的研究。菌种鉴定共分为两部分,第一部分是对菌种形态学进行鉴定,主要是观察其菌落及菌丝形态;第二部分是对菌种进行分子生物学鉴定,主要是以该菌基因组为模板进行18S rDNA PCR,将测序后得到的碱基序列进行BLAST比对,根据比对结果采用邻接法构建系统进化树(Phylogenetic tree),确定该菌株为一色齿毛菌,并将其命名为Cerrena unicolor GC.u01。通过平板显色反应确定该菌株可以产木质素降解酶,并检测上述酶酶活,然后将该菌株接种分别接种到以玉米、水稻、小麦为底物的发酵培养基中,通过差重法测各秸秆木质素降解量,结果表明:该菌在以玉米秸秆为底物液态发酵7天后,漆酶酶活最高可达8395.66U/L,对玉米、水稻、小麦秸秆中木质素的降解率分别为26.2%、34.3%、24.3%。 其次,对GC.u01液态发酵后得到的粗酶液经过(NH4)2SO4分级盐析、疏水层析(Phenyl Sepharose Fast Flow)、离子层析(DEAE Sepharose Fast Flow)、凝胶层析(TSK gel G2000SWxl)的步骤将漆酶分离纯化,经SDS-PAGE验证后为单一条带,将其命名为LacT-1。该酶分子量约为65kDa,比活力为41.31U/mg,回收率为6.57%,纯化倍数为21.86。 最后,对LacT-1进行酶学性质研究,并利用该酶降解甲基橙、酸性红1、刚果红、活性黑5、考马斯亮蓝R250、孔雀石绿、结晶紫、溴酚蓝这8种常见的染料。实验结果表明,LacT-1的最适温度为60℃,最适pH为4.8,在0-40℃和pH5.4-8的条件下较为稳定;Na+、Cu2+、三氯乙酸(TCA)可以促进LacT-1活性;LacT-1以ABTS为底物的Km为0.075mmol/L,Vmax为250000m mol/(L·min);在以ABTS为介体的条件下,LacT-1对孔雀石绿和结晶紫的降解率均达到90%以上,对甲基橙、酸性红1、活性黑5、考马斯亮蓝R250和溴酚蓝的降解率为70%以上,刚果红的降解率也有48.59%。以上实验结果表明该酶有一定的实际应用价值。

关键词

漆酶分离/漆酶纯化/酶学性质/一色齿毛菌

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授予学位

硕士

学科专业

生物工程

导师

楚杰

学位年度

2021

学位授予单位

齐鲁工业大学

语种

中文

中图分类号

Q5
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