Modificatie van protease-producerende stammen
Protease is een enzymklasse die de hydrolyse van peptidebindingen in eiwitten katalyseert. Protease komt veel voor in dieren, planten en micro-organismen en is een van de meest gebruikte enzympreparaten in industriële enzymensoorten, goed voor ongeveer 60% van de totale hoeveelheid enzymen. Microbiële bronnen van proteasen zijn overvloedig, divers en gemakkelijk te produceren, en worden de belangrijkste bron van proteasen op de markt. De commerciële productie van protease gaat terug tot het begin van de vorige eeuw: in 1908 begonnen de Duitsers met het gebruik van pancreasenzymen voor het looien van leer, in 1911 produceerde het Amerikaanse bedrijf Wallerstein papaïne als klaringsmiddel voor bier en in het begin van de jaren zestig produceerde Nederland wasmiddelen met toevoeging van protease. Bovendien, ook gecombineerd met praktische uit te voeren hittebestendige, zuur-resistente, zout-resistente protease productie bacteriën selectie en fokken, evenals aardolie als grondstof fermentatie productie van alkalisch protease onderzoek.
Er zijn vele soorten proteasen, en hun molecuulgewicht, ruimtelijke structuur en functie zijn zeer verschillend, maar elke familie van proteasen behoudt nog steeds een zeer geconserveerd structureel domein. Op dit moment zijn er meer dan 100 soorten proteases gekristalliseerd of sterk gezuiverd, en veel daarvan zijn opgehelderd in termen van hun primaire en stereostructuren (tertiaire structuur).
2 Modificatie van proteasestammen
De bouw van technische bacteriën voor een efficiënte expressie van protease en de optimalisatie van de enzymatische eigenschappen zijn de hotspot van binnen- en buitenlandse wetenschappers en de middelen die meestal worden gebruikt zijn: mutatieveredeling, protoplasmische fusie, bouw van genetisch gemanipuleerde bacteriën en in vitro gerichte evolutietechnologie.
2.1 Mutagenese en protoplasmatische fusie
Mutagenese vindt voornamelijk plaats door middel van stralingsmutagenese of bepaalde chemische reagentia om mutaties in het genetisch materiaal van de bacterie te induceren om mutantstammen met uitstekende eigenschappen te verkrijgen. Bijvoorbeeld, na UV-mutagenese van enzymproducerende stammen door Cai Wanling et al. nam hun enzymactiviteit toe met 16% vergeleken met de oorspronkelijke stam. Yanli Li et al. onderzochten de neutrale protease-producerende enzymactiviteit van Aspergillus oryzae ZW-06 tot 15.000 U/g droge wrongel door Co60-gerichte mutagenese, die 74% hoger was dan vóór de mutagenese. Huang Hongying et al. combineerden laagenergetische N+ ion implantatietechnologie op de wild-type Bacillus licheniformis gedurende vier keer met verschillende fysisch-chemische middelen van mutagenese, om een hoogproductieve stam te verkrijgen, met een ruwe enzymactiviteit van 12425. 9 U/mL, 17,1 keer hoger dan de uitgangsstam.
Protoplasmatische fusietechnologie is een proces waarbij de cellen van een biparentale stam worden ontwandeld voor protoplasmatische fusie, zodat hun genomen worden uitgewisseld en gerecombineerd om stabiele recombinanten te verkrijgen. Pan Yanyun et al. gebruikten bijvoorbeeld de protoplasmische fusiemethode om Bacillus licheniformis 2709 te versmelten met Bacillus subtilis BD105, die alkalische protease genkloneringsvector pDW2 bevat, om een hoogproductieve stam A16 te verkrijgen, met een fermentatie-enzymproductie die 50%-100% hoger is dan die van 2709, en een enzymproductie tot 30.000 U/mL in de schudkolftest.
2.2 Bouw van gentechbacteriën
De constructie van engineeringbacteriën vereist meestal geschikte expressiegastheren en expressievectoren of expressie-elementen. Eerst wordt het doelgen gekloond in de expressievector om de recombinante vector te verkrijgen, vervolgens wordt het getransformeerd in de expressiegastheer, door het screeningsproces en uiteindelijk wordt de hoogproductieve stam verkregen. Het is ook mogelijk om de exogene doelgenfragmenten rechtstreeks in het genoom van de gastheer te integreren om hoogproductieve stammen te verkrijgen.
[18-20 oktober 2024 De 2e conferentie over geavanceerde enzymtechnologie en enzymtechnologietoepassingen
Min Zhang et al. ligeerden de promotor-signaalpeptidesequentie ( sacR ) van het sacB-gen met het neutrale protease-gen van Bacillus subtilis en kloneerden dit in de vector pHP13, construeerden de induceerbare expressiesecretievector pHP13SN die het neutrale protease-gen bevat en transformeerden dit vervolgens in Bacillus subtilis DB104, dat een toename van 48% in levensvatbaarheid van het enzym liet zien vergeleken met die van de vertrekstam. wangHui et al. kloonden Banpr, een neutraal protease uit Bacillus amyloliquefaciens K11, en construeerden een recombinant expressieplasmide, pUB110-Banpr, met Bacillus amyloliquefaciens K11 als expressiegastheer, en de enzymactiviteit in shakeflesfermentatie bereikte 8995 ± 250 U/mL, en 28084 ± 1282 U/mL in 15 L fermentatiesysteem, wat veel meer was dan die van de industriële stam Bacillus subtilis AS.1398. (8000-10000 U/mL).
2.3 Verbetering van protease-eigenschappen
Met de ontwikkeling van in vitro gerichte evolutietechnieken kunnen eiwitten met verbeterde of nieuwe functies worden verkregen door willekeurige mutatie van coderende genen, DNAShufflingtechnieken en gerichte screening zonder kennis van de driedimensionale structurele informatie en het werkingsmechanisme van het doeleiwit.
Enzymstabiliteit is een sleutelfactor voor het succes van commercialisatie. Enzymstabiliteit kan worden verbeterd door zoutbruggen, disulfidebindingen en aromatische interacties te introduceren en de affiniteit van het enzym voor calciumionen te vergroten, waardoor de stijfheid van het molecuul toeneemt door gerichte mutagenese. Vervanging van Gly61 of Ser98 van het protease BPN' door Cys, en van beide, resulteerde in een verhoging van de thermische stabiliteit van het enzym zonder een verandering in de katalytische efficiëntie.
Door Val72 te vervangen door Ile, Ala92 door Thr en Gly131 door Asp van B. subtilis protease, kan het gemuteerde enzym een 2 keer hogere substraatactiviteit katalyseren dan het wilde enzym bij 10°C. In 2005 introduceerde het Deense bedrijf Novozymes een protease bij lage temperatuur "Polarzyme", dat kan worden toegevoegd aan wasmiddel. Door het toe te voegen aan wasmiddel daalde de wastemperatuur van 60°C en 40°C naar 30°C en 20°C, waardoor 60% elektrische energie werd bespaard, en het verkoopvolume van wasmiddel "carecoldwash" met protease bij lage temperatuur verzevenvoudigde.
3 Vooruitzichten
Proteasen zijn gebruikt in een verscheidenheid van gebieden die nauw verbonden zijn met ons dagelijks leven, en deze omgeving stelt hoge eisen aan de productie en karakterisering van proteasen. Daarom zijn een diepgaand begrip van het katalytische mechanisme van protease, de relatie tussen ruimtelijke structuur en katalytische functie en gerichte modificatie van enzymproducerende stammen om te voldoen aan de eisen van industriële productie nog steeds de ontwikkelingstrend van enzymtechnologie in de toekomst. Naast de selectie en het kweken van goede stammen, moeten er ook inspanningen worden gedaan om nieuwe expressiesystemen of systemen voor co-expressie van meerdere protease-genen te bouwen, om meer expressievectoren voor proteasen te bouwen, om zo de effectieve expressie van verschillende componenten te realiseren en de expressiehoeveelheid, enzymactiviteit en enzymstabiliteit verder te verbeteren.
Neem nu contact met ons op!
Als je Price nodig hebt, vul dan je contactgegevens in op het formulier hieronder. We nemen dan meestal binnen 24 uur contact met je op. Je kunt me ook een e-mail sturen info@longchangchemical.com tijdens kantooruren (8:30 tot 18:00 UTC+8 ma. ~ za.) of gebruik de live chat op de website voor een snel antwoord.
| Samenstelling Glucoamylase | 9032-08-0 |
| Pullulanase | 9075-68-7 |
| Xylanase | 37278-89-0 |
| Cellulase | 9012-54-8 |
| Naringinase | 9068-31-9 |
| β-amylase | 9000-91-3 |
| Glucose-oxidase | 9001-37-0 |
| alfa-amylase | 9000-90-2 |
| Pectinase | 9032-75-1 |
| Peroxidase | 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-Lactische dehydrogenase | 9001-60-9 |
| Dehydrogenase malaat | 9001-64-3 |
| Cholesteroloxidase | 9028-76-6 |