Modifikasi strain penghasil protease
Protease adalah kelas enzim yang mengkatalisis hidrolisis ikatan peptida dalam protein, yang banyak ditemukan pada hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme, dan merupakan salah satu sediaan enzim yang paling banyak digunakan dalam spesies enzim industri, menyumbang sekitar 60% dari jumlah total enzim. Sumber protease mikroba berlimpah, beragam dan mudah diproduksi, menjadi sumber utama protease di pasaran. Produksi komersial protease dapat ditelusuri kembali ke awal abad terakhir, pada tahun 1908 orang Jerman telah mulai menggunakan penyamakan kulit enzim pankreas, pada tahun 1911, perusahaan Wallerstein Amerika Serikat memproduksi papain sebagai agen penjernih untuk bir. pada awal tahun enam puluhan, Belanda memproduksi deterjen dengan penambahan protease. Selain itu, juga dikombinasikan dengan praktis untuk melakukan seleksi dan pembiakan bakteri produksi protease yang tahan panas, tahan asam, tahan garam, serta minyak bumi sebagai bahan baku fermentasi produksi penelitian protease basa.
Ada banyak jenis protease, dan ukuran berat molekul, struktur spasial, dan fungsinya sangat berbeda, tetapi setiap keluarga protease masih mempertahankan domain struktural yang sangat dilestarikan. Saat ini, lebih dari 100 jenis protease telah dikristalisasi atau dimurnikan dengan baik, dan banyak di antaranya telah dielusidasi dalam hal struktur primer dan sterolnya (struktur tersier).
2 Modifikasi strain protease
Konstruksi bakteri rekayasa untuk ekspresi protease yang efisien dan optimalisasi sifat enzimatiknya telah menjadi pusat perhatian para ahli dalam dan luar negeri, dan cara yang biasanya digunakan adalah: pemuliaan mutasi, fusi protoplasma, konstruksi bakteri rekayasa genetika, dan teknologi evolusi terarah in vitro.
2.1 Pemuliaan mutagenesis dan fusi protoplasma
Pemuliaan mutagenesis terutama melalui mutagenesis radiasi atau beberapa reagen kimia untuk menginduksi mutasi pada materi genetik bakteri untuk mendapatkan galur mutan dengan sifat yang sangat baik. Sebagai contoh, setelah mutagenesis UV pada strain penghasil enzim oleh Cai Wanling dkk, aktivitas enzimnya meningkat 16% dibandingkan dengan strain aslinya. Yanli Li dkk. menyaring aktivitas enzim penghasil protease netral dari Aspergillus oryzae ZW-06 hingga 15.000 U / g dadih kering dengan mutagenesis yang diarahkan Co60, yang 74% lebih tinggi daripada sebelum mutagenesis. Huang Hongying et al. menggabungkan teknologi implantasi ion N+ berenergi rendah pada Bacillus licheniformis tipe liar sebanyak empat kali dengan cara mutagenesis fisikokimia yang berbeda, untuk mendapatkan galur dengan hasil tinggi, aktivitas enzim kasar 12425. 9 U/mL, 17,1 kali lebih tinggi dari galur keberangkatan.
Teknologi fusi protoplasma adalah proses di mana sel-sel dari strain biparental dihilangkan dindingnya untuk fusi protoplasma, sehingga dapat menukar dan menggabungkan kembali genom mereka untuk mendapatkan rekombinan yang stabil. Sebagai contoh, Pan Yanyun et al. menggunakan metode fusi protoplasma untuk memadukan Bacillus licheniformis 2709 dengan Bacillus subtilis BD105, yang mengandung vektor kloning gen protease alkali pDW2, untuk mendapatkan galur A16 dengan hasil tinggi, dengan produksi enzim fermentasi 50%-100% lebih tinggi daripada 2709, dan produksi enzim hingga 30.000 U / mL pada uji labu kocok.
2.2 Konstruksi bakteri rekayasa genetika
Konstruksi bakteri rekayasa biasanya membutuhkan inang ekspresi dan vektor ekspresi atau elemen ekspresi yang sesuai. Pertama, gen target dikloning ke dalam vektor ekspresi untuk mendapatkan vektor rekombinan, kemudian ditransformasikan ke dalam inang ekspresi, melalui proses penyaringan, dan akhirnya mendapatkan proses galur hasil tinggi. Dimungkinkan juga untuk mengintegrasikan fragmen gen target eksogen secara langsung ke dalam genom inang untuk mendapatkan galur hasil tinggi.
[18-20 Oktober] 2024 Konferensi ke-2 tentang Rekayasa Enzim Tingkat Lanjut dan Aplikasi Teknologi Enzim
Min Zhang dkk. meligasi sekuens peptida sinyal promotor (sacR) dari gen sacB dengan gen protease netral Bacillus subtilis dan mengkloningnya ke dalam vektor pHP13, membuat vektor sekresi ekspresi yang dapat diinduksi pHP13SN yang mengandung gen protease netral, dan kemudian mentransformasinya ke dalam Bacillus subtilis DB104, yang menunjukkan peningkatan viabilitas enzim sebesar 48% dibandingkan dengan galur yang dibuang. wangHui dkk. mengkloning Banpr, protease netral dari Bacillus amyloliquefaciens K11, dan membuat plasmid ekspresi rekombinan, pUB110-Banpr, dengan Bacillus amyloliquefaciens K11 sebagai inang ekspresi, dan aktivitas enzim dalam fermentasi labu kocok mencapai 8995 ± 250 U / mL, dan 28084 ± 1282 U / mL dalam sistem fermentasi 15 L, yang jauh lebih banyak dibandingkan dengan strain industri Bacillus subtilis AS.1398 (8000-10000 U / mL).
2.3 Peningkatan sifat protease
Dengan pengembangan teknik evolusi terarah in vitro, protein dengan fungsi yang lebih baik atau baru dapat diperoleh dengan mutasi acak gen pengkodean, teknik DNAShuffling, dan penyaringan terarah tanpa pengetahuan tentang informasi struktural tiga dimensi dan mekanisme kerja protein target.
Stabilitas enzim merupakan faktor kunci dalam keberhasilan komersialisasi. Stabilitas enzim dapat ditingkatkan dengan memperkenalkan jembatan garam, ikatan disulfida, interaksi aromatik dan meningkatkan afinitas enzim terhadap ion kalsium sehingga meningkatkan kekakuan molekul melalui mutagenesis yang ditargetkan. Penggantian Gly61 atau Ser98 dari protease BPN 'dengan Cys, dan keduanya, menghasilkan peningkatan stabilitas termal enzim tanpa perubahan efisiensi katalitik.
Dengan mengganti Val72 dengan Ile, Ala92 dengan Thr, dan Gly131 dengan Asp dari protease B. subtilis, enzim mutan dapat mengkatalis aktivitas substrat 2 kali lebih tinggi daripada enzim liar pada suhu 10°C. Pada tahun 2005, perusahaan Denmark Novozymes memperkenalkan protease suhu rendah "Polarzyme", yang dapat ditambahkan ke dalam deterjen. Dengan menambahkannya ke dalam deterjen, suhu pencucian menurun dari 60 ° C dan 40 ° C menjadi 30 ° C dan 20 ° C, menghemat 60% daya listrik, dan volume penjualan deterjen "carecoldwash" dengan protease suhu rendah meningkat tujuh kali lipat.
3 Pandangan
Protease telah digunakan dalam berbagai bidang yang berkaitan erat dengan kehidupan kita sehari-hari, dan lingkungan ini memberikan tuntutan yang tinggi pada produksi dan karakterisasi protease. Oleh karena itu, pemahaman mendalam tentang mekanisme katalitik protease, hubungan antara struktur spasial dan fungsi katalitik, dan modifikasi terarah dari strain penghasil enzim untuk memenuhi persyaratan produksi industri masih menjadi tren perkembangan rekayasa enzim di masa depan. Selain itu, selain pemilihan dan pemuliaan galur yang baik, upaya harus dilakukan untuk mencoba membangun sistem ekspresi baru atau sistem ko-ekspresi beberapa gen protease, untuk membangun lebih banyak vektor ekspresi untuk protease, sehingga dapat mewujudkan ekspresi efektif dari berbagai komponen dan selanjutnya meningkatkan jumlah ekspresi, aktivitas enzim dan stabilitas enzim.
Hubungi Kami Sekarang!
Jika Anda membutuhkan Harga, silakan isi informasi kontak Anda di formulir di bawah ini, kami biasanya akan menghubungi Anda dalam waktu 24 jam. Anda juga bisa mengirim email kepada saya info@longchangchemical.com selama jam kerja (8:30 pagi hingga 6:00 sore UTC+8 Senin-Sabtu) atau gunakan obrolan langsung situs web untuk mendapatkan balasan secepatnya.
| Senyawa Glukoamilase | 9032-08-0 |
| Pullulanase | 9075-68-7 |
| Xilanase | 37278-89-0 |
| Selulase | 9012-54-8 |
| Naringinase | 9068-31-9 |
| β-Amilase | 9000-91-3 |
| Glukosa oksidase | 9001-37-0 |
| alfa-Amilase | 9000-90-2 |
| Pektinase | 9032-75-1 |
| Peroksidase | 9003-99-0 |
| Lipase | 9001-62-1 |
| Katalase | 9001-05-2 |
| TANNASE | 9025-71-2 |
| Elastase | 39445-21-1 |
| Urease | 9002-13-5 |
| DEXTRANASE | 9025-70-1 |
| L-Laktat dehidrogenase | 9001-60-9 |
| Dehidrogenase malat | 9001-64-3 |
| Kolesterol oksidase | 9028-76-6 |