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绿色木霉(Trichoderma viride)是目前发现的对纤维素降解最有效的菌种之一,但仍然存在产量较低,生产成本过高等问题,因此有必要研究绿色木霉发酵过程中主要瓶颈,以此制定适宜发酵调控策略,提高产酶效率,达到更好的利用纤维素这一丰富的生物质的目的。本论文主要研究绿色木霉发酵调控纤维素酶机理和克隆内切纤维素酶Ce174a基因,结论如下:
在30L发酵罐中通过控制pH与流加碳源和氮源的发酵策略,使发酵蛋白浓度达到3.504g/L,滤纸酶活(FPA)为55.0U/ml,内切葡聚糖酶(EG),β-葡萄糖苷酶(CB),外切葡聚糖酶(CBH)酶活分别为750.0U/ml,8.00U/ml,5.0U/ml,分别是摇瓶发酵的7.3倍,7.8倍,15倍,40倍和5倍。同时,发现低pH(<3.0)显著影响纤维素酶总酶活。通过胞外有机酸、胞内pH的测定,各单酶组分不同pH值处理试验,pH调回试验及体外添加单酶试验表明:β-葡萄糖苷酶是综合酶活的关键影响因素,是限制纤维素酶总酶活提高的主要单酶组分,其受pH值影响显著。对两种pH(2.0和5.0)情况下β-葡萄糖苷酶的拉曼光谱进行分析,发现低pH值使蛋白构象发生变化,造成酶催化功能的不可逆改变,这是影响β-葡萄糖苷酶酶活的主要原因。
另外,采用RT—PCR方法克隆到绿色木霉(T.viride)菌株L11的优势单组分——内切酶Ce174a基因,通过核苷酸序列分析,表明该克隆的基因序列与基因库AY281371基因序列有100%同源性。同时,构建到对大肠杆菌诱导型表达载体pET-28a上,转化大肠杆菌BL21(DE3)。