酶工程2-2常用的产酶微生物

第二节常用的产酶微生物一、产酶微生物的分离和选育

1.优良产酶菌种应具备的条件（1）酶产量高（2）易培养（生长速率高、营养要求低）（3）遗传性能稳定，不易退化（4）易分离提纯（5）安全可靠（不是致病菌）2.常用的产酶微生物细菌：大肠杆菌、枯草杆菌放线菌：链霉菌霉菌：黑曲霉、米曲霉、红曲霉、青霉、木霉、根霉、毛霉酵母：啤酒酵母、假丝酵母

3.产酶微生物的分离和筛选

1)样品的采集:从富含该酶作用底物的场所采集样品

2)富集培养:投其所好，取其所抗

3)分离获得微生物的纯培养（pureculture）。

4)初筛：选出产酶菌种，以多为主。

5)复筛：选出产酶水平相对较高的菌株，以质为主。

4.产酶微生物优良菌种的选育诱变育种原生质体融合育种基因工程育种细菌1.大肠杆菌(Escherichiacoli)

形态：呈杆状,有的近似球状,大小为0.5μm×1～3μm,一般无荚膜,无芽孢,运动或不运动,运动者周生鞭毛。菌落从白色到黄白色,光滑闪光,扩展。革兰氏染色阴性。产生的酶一般都属于胞内酶,需要经过细胞破碎才能分离得到。采用大肠杆菌生产的限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、核酸外切酶等,在基因工程等方面广泛应用。2.枯草杆菌(Bacillussubtilis)

形态：芽孢杆菌属细菌，细胞呈杆状,大小为0.7～0.8μm×2～3μm,单个细胞,无荚膜,周生鞭毛,运动。芽孢0.6～0.9μm×1～1.5μm,椭圆至柱状菌落粗糙,不透明,不闪光,扩张,污白色或微带黄色。革兰氏染色阳性。枯草杆菌是应用最广泛的产酶微生物,可以用于生产α-淀粉酶、蛋白酶、β-葡聚糖酶、5′-核苷酸酶和碱性磷酸酶等。例如,枯草杆菌BF7658是国内用于生产α-淀粉酶的主要菌株;枯草杆菌AS1.398用于生产中性蛋白酶和碱性磷酸酶。枯草杆菌生产的α-淀粉酶和蛋白酶等都是胞外酶,而其产生的碱性磷酸酶存在于细胞间质之中。放线菌具有分支状菌丝的单细胞原核微生物。常用于酶发酵生产的放线菌主要是链霉菌(Streptomyces)。链霉菌(Streptomyces)链霉菌菌落呈放射状,具有分支的菌丝体,菌丝直径0.2～1.2μm,革兰氏染色阳性。菌丝有气生菌丝和基内菌丝之分,基内菌丝不断裂,只有气生菌丝形成孢子链。链霉菌是生产葡萄糖异构酶的主要微生物,同时还可以用于生产青霉素酰化酶、纤维素酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、几丁质酶等。链霉菌还含有丰富的16α羟化酶,可用于甾体转化。霉菌1.黑曲霉(Aspergillus

niger)

是曲霉属黑曲霉群霉菌。菌丝体由具有横隔的分支菌丝构成,菌丛黑褐色,顶囊大球形,小梗双层,分生孢子球形,平滑或粗糙。黑曲酶可用于生产多种酶,有胞外酶也有胞内酶。例如,糖化酶、α-淀粉酶、酸性蛋白酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶、核糖核酸酶、脂肪酶、纤维素酶、橙皮苷酶和柚苷酶等。2.米曲酶(Aspergillus

oryzae)

是曲霉属黄曲霉群霉菌。菌丛一般为黄绿色,后变为黄褐色,分生孢子头呈放射形,顶囊球形或瓶形,小梗一般为单层,分生孢子球形,平滑,少数有刺,分生孢子梗长达2mm左右,粗糙。米曲霉中糖化酶和蛋白酶的活力较强,这使米曲霉在我国传统的酒曲和酱油曲的制造中广泛应用。此外,米曲霉还可以用于生产氨基酰化酶、磷酸二酯酶、果胶酶、核酸酶P等。3.红曲霉(Monascus)

红曲霉:菌落初期白色,老熟后变为淡粉色、紫红色或灰黑色,通常形成红色色素。菌丝具有隔膜,多核,分支甚繁。分生孢子着生在菌丝及其分支的顶端,单生或成链,闭囊壳球形,有柄,其内散生10多个子囊,子囊球形,内含8个子囊孢子,成熟后子囊壁解体,孢子则留在闭囊壳内。红曲霉可用于生产α淀粉酶、糖化酶、麦芽糖酶、蛋白酶等。4.青霉青霉(Penicillium):属半知菌纲。其营养菌丝体无色、淡色或具有鲜明的颜色,有横隔,分生孢子梗亦有横隔,光滑或粗糙,顶端形成帚状分支,小梗顶端串生分生孢子,分生孢子球形、椭圆形或短柱形,光滑或粗糙,大部分生长时呈蓝绿色。有少数种会产生闭囊壳,其内形成子囊和子囊孢子,亦有少数菌种产生菌核。青霉菌种类很多,其中产黄青霉(Penicillium

chrysogenum)用于生产葡萄糖氧化酶、苯氧甲基青霉素酰化酶(主要作用于青霉素)果胶酶、纤维素酶等。橘青霉(Penicillium

cityrinum)用于生产5′磷酸二酯酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶、凝乳蛋白酶、核酸酶S1、核酸酶P1等。5.木霉木霉(Trichoderma)属于半知菌纲。生长时菌落生长迅速,呈棉絮状或致密丛束状,菌落表面呈不同程度的绿色,菌丝透明,有分隔,分支繁复,分支上可继续分支,形成二级分支、三级分支,分支末端为小梗,瓶状,束生、对生、互生或单生,分生孢子由小梗相继生出,靠黏液把它们聚成球形或近球形的孢子头。分生孢子近球形、椭圆形、圆筒形或倒卵形。光滑或粗糙,透明或亮黄绿色。木霉是生产纤维素酶的重要菌株。木霉生产的纤维素酶中包含有C1酶、Cx酶和纤维二糖酶等。木霉中含有较强的17-α羟化酶,常用于甾体转化。6.根霉根霉(Rhizopus)生长时,由营养菌丝产生匍匐枝,匍匐枝的末端生出假根,在有假根的匍匐枝上生出成群的孢子囊梗,梗的顶端膨大形成孢子囊,囊内产生孢子囊孢子。孢子呈球形、卵形或不规则形。根霉可用于生产糖化酶、α-淀粉酶、蔗糖酶、碱性蛋白酶、核糖核酸酶、脂肪酶、果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶等。根霉有强的11-α羟化酶,是用于甾体转化的重要菌株。7.毛霉毛霉(Mucor)的菌丝体在基质上或基质内广泛蔓延,无假根。菌丝体上直接生出孢子囊梗,一般单生,分支较少或不分支。孢子囊梗顶端都有膨大成球形的孢子囊,囊壁上常有针状的草酸钙结晶。毛霉常用于生产蛋白酶、糖化酶、α淀粉酶、脂肪酶、果胶酶、凝乳酶等。酵母1.啤酒酵母啤酒酵母(Saccharomycescerevisiae)

是啤酒工业上广泛应用的酵母。细胞圆形、卵形、椭圆形或腊肠形。在麦芽汁培养基上,菌落为白色,有光泽,平滑,边缘整齐。营养细胞可以直接变为子囊,每个子囊含有1～4个圆形光亮的子囊孢子。啤酒酵母除了主要用于啤酒、酒类的生产外,还可以用于转化酶、丙酮酸脱羧酶、醇脱氢酶等的生产。2.假丝酵母假丝酵母(