CO_2压力下纤维素酶酶活性的变化

CO_2压力下纤维素酶酶活性的变化

一、纤维素酶在CO_2加压下的酶活变化特性(论文文献综述)

徐沁蕊[1](2021)在《杂化纳米花固定化纤维二糖差向异构酶的制备及性质研究》文中指出乳果糖是一种益生元,可作为功能性食品添加剂和治疗肝性脑病、慢性便秘等疾病的临床药物,现已广泛应用于食品和医药领域中。酶法生产相比于化学法生产既节能环保、又能减少副产物的生成,是乳果糖制备的新趋势。来源于Caldicellulosiruptor saccharolyticus的纤维二糖差向异构酶(Cs CE)是目前制备乳果糖最高效的酶,其定点突变菌株E161D/N365P所产Cs CE,称为EDNP,具有更优的热稳定性。本文致力于EDNP的固定化研究,采用有机-无机(酶-金属离子)杂化固定化途径,制备出EDNP@Co3(PO4)2和EDNP@Ca2P2O7两种纳米花催化剂及食品级交联的SA-EDNP@Co3(PO4)2固定化酶,之后对三种固定化酶的理化特性进行表征,并结合场发射电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱等技术方法分析其结构,进一步考察了其在乳果糖制备中的应用。首先,采用有机-无机杂化纳米花固定化技术制备得到EDNP@Co3(PO4)2。在最佳制备条件下(0.1 mg/m L酶蛋白和1.6 m M Co2+),酶活回收率可达62.88%,酶结合效率为57.22%。向第一次沉淀后仍含有残余酶蛋白的溶液体系中继续加入0.8 m M Co2+,可进一步将总酶结合效率提高至65.82%,且纳米花结构完整。与游离酶相比,EDNP@Co3(PO4)2温度稳定性在60℃以下略有提高,最适p H向酸性区域偏移,有利于乳果糖的清洁生产。纳米花结构赋予EDNP@Co3(PO4)2更优的动力学参数,相比于游离酶,其催化效率η提升1.48倍,且循环反应8次后,酶活仍达到70%以上。以100 g/L乳糖为底物(固定化酶添加量3.5 U/m L)生产乳果糖,反应6 h后乳果糖转化率达到53.18%。其次,在EDNP@Co3(PO4)2的基础上用食品级交联的方法进行二次固定,进一步提高其操作稳定性,制备得到SA-EDNP@Co3(PO4)2。在循环8次后,其残余酶活仍为初始酶活的96.93%。将其应用于低温牛奶体系,在8℃下反应12 h,乳糖分解率达到44.65%,乳果糖和依匹乳糖总转化率为26.69%;55℃下,反应1 h后44.27%的乳糖被分解,乳果糖和依匹乳糖总转化率为28.32%。最后,在有机-无机杂化的基础上结合离子胶凝法,采用壳聚糖杂化纳米花固定化技术制备得到EDNP@Ca2P2O7。在最佳制备条件下(酶蛋白浓度0.15 mg/m L,三聚磷酸钠浓度125 mg/m L,壳聚糖浓度2.5 mg/m L),酶结合效率达到97.23%,酶活回收率为88.63%。与EDNP@Co3(PO4)2纳米花相比,其最适温度提高10℃,变性温度Tm提高1.29倍,最大反应速度Vmax比游离酶略有提升。70℃下循环8次后其活性为初始酶活的58.19%。以100 g/L乳糖为底物(固定化酶添加量5 U/m L)生产乳果糖,反应6 h后乳果糖转化率达到58.04%。

刘文婷[2](2021)在《海藻酸钠-羧甲基纤维素钠复合材料固定化漆酶的制备优化及应用》文中研究表明漆酶是一类多酚氧化酶,它能够利用氧气作为唯一受体催化氧化各种难降解的有机化合物,例如酚类、芳香胺类、羧酸类、甾体类等等。但是游离漆酶在污染环境中容易失活、无法重复利用,而对漆酶进行固定化处理,可以解除漆酶应用的限制。当前,酚类化合物的污染较为严重,对环境和人类健康造成威胁,固定化漆酶是解决该问题的有效途径。本文以海藻酸钠(SA)-羧甲基纤维素钠(CMC)复合材料为载体,乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)和戊二醛(GLU)作为交联剂,分别制备了三种固定化漆酶,并对固定化的条件进行了优化;利用SEM、FTIR和XRD等手段对固定化漆酶进行了表征分析;研究了游离漆酶和固定化漆酶的稳定性;探讨了不同因素对固定化漆酶去除2,4-二氯酚(2,4-DCP)效果的影响并给出了污染物可能的降解途径。得到的主要结论如下:(1)Lac@SC制备的最佳条件为SA浓度2.5%,CMC浓度0.75%,CaCl2浓度5%,给酶量2mg/m L,pH=6,固定化时间为30min;Lac@SCE和Lac@SCG制备的最佳浓度交联剂浓度均为5%,最佳交联时间分别为30min和40min。(2)SEM表征结果表明三种固定化漆酶表面均能看到漆酶分子颗粒,说明漆酶成功的被包裹在载体里面或者是交联固定在表面,FTIR和XRD结果表明漆酶被成功固定在载体上,三种固定化漆酶均属于非晶相无序结构。(3)与游离漆酶相比固定化漆酶的pH稳定性、热稳定性以及储存稳定性都有所提高。固定化漆酶在pH为3~6时均有较好的活性,固定化行为拓宽了漆酶的pH适用范围;固定化漆酶的耐热性有所提升,在25℃~65℃的温度范围内均维持较高的活性;固定化漆酶的储存稳定性优于游离漆酶,Lac@SCG在4℃冰箱储存30天后,相对酶活力仍然有40%以上;三种固定化漆酶中Lac@SC的重复利用性最好,在使用5次后相对酶活仍然有50%以上。(4)比较三种固定化漆酶对2,4-DCP的去除效果可知,Lac@SCE在不同pH和温度下对2,4-DCP的去除率都较高。Lac@SCE在pH=5、温度为35℃、反应时间为25h时,对2,4-DCP(初始浓度为30mg/L)的去除率可达到95.2%。

文嘉欣[3](2021)在《鲍鱼内脏多糖水解酶及对魔芋胶的酶解改性研究》文中研究指明魔芋胶(Konjac gum,KGM)具有较好的持水性、胶凝性、增稠性和成膜性,应用于医疗、化工和食品等领域。然而,魔芋胶是粘度最高的水溶性胶之一,限制了其应用范围。本文以皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)内脏为原料,用磷酸盐缓冲液浸提的方法从中提取制备粗酶,用于降解魔芋胶,并对降解魔芋胶(Degraded KGM samples,DKGMs)的理化性质进行研究。结果表明,鲍鱼内脏粗酶对魔芋胶的酶解最适温度约为50℃,最适pH约为6.0,在温度30-50℃,pH 5.0-7.0条件下有较高的活性。底物特异性结果表明,鲍鱼内脏粗酶对魔芋胶的酶解活性最强,是羧甲基纤维素钠的18.6倍。经过鲍鱼内脏粗酶酶解240min后,KGM(1%)的粘度由15500 m Pa.s降低至398 m Pa.s。分子量由1.80×106 Da降低至4.48×105 Da。KGM和DKGMs均为假塑性流体,且随着降解时间的增加,表观粘度显着降低。酶解后的粘弹性、熔融温度(Tm)和胶凝温度(Tg)均显着降低。酶解破坏了KGM的凝胶结构,使其微观结构呈现片状化。以上结果表明,鲍鱼内脏存在能高效水解魔芋胶的酶,在生物法降解魔芋胶方面具有潜在的应用价值。基于以上结果,利用Phenyl-HP疏水柱层析、Capto-S离子交换柱层析和Sephacryl S-200HR凝胶过滤柱层析技术从鲍鱼内脏中同步分离纯化出两种能高效水解魔芋胶的多糖水解酶,其分子量分别为50 kDa与40 kDa。LC-MS/MS质谱鉴定结果显示纯化得到的两种酶分别为内切葡聚糖酶与β-1,4-甘露聚糖酶。葡聚糖酶的最适温度为50℃,最适pH为6.0,在温度20-50℃,pH 5.5-7.5的条件下具有较高稳定性。甘露聚糖酶的最适温度为45℃,最适pH为5.5,在温度20-45℃,pH 4.5-6.0条件下具有较高稳定性。Mg2+、Cu2+、Al3+、Zn2+、Mn2+、Fe3+和Fe2+会使葡聚糖酶酶活显着下降,而Ca2+和Co2+会促进葡聚糖酶的活性。Cu2+、Zn2+、Mn2+和Fe3+对甘露聚糖酶具有抑制作用,而Ca2+、Al3+、Co2+、Mg2+、Ba2+和Fe2+能显着提高甘露聚糖酶的活性。将两种酶以不同比例复配,发现两种酶对魔芋胶的降解具有协同增效作用,当葡聚糖酶和甘露聚糖酶的比例为2:3时,表现出最强的酶解活性。将降解魔芋胶按照一定比例添加到金线鱼(Nemipterus virgatus)肌原纤维蛋白中,研究不同分子量魔芋胶对肌原纤维蛋白凝胶特性的影响。结果表明,随着魔芋胶分子量的降低,复合体系的浊度、粒径和表面疏水性都呈现先升高后下降的趋势,其中MP/KGM-150组最高。动态流变学结果表明降解魔芋胶增加了加热后肌原纤维蛋白凝胶的储能模量,其中KGM-150的效果最显着。SDS-PAGE分析结果表明,随着魔芋胶分子量的降低,肌球蛋白重链的含量呈现先下降后上升的趋势,MP/KGM-150组的条带最浅。降解魔芋胶的加入使肌原纤维蛋白的热稳定性升高,可能与其稳定了体系中水分有关。添加降解后的魔芋胶使肌原纤维蛋白的三维凝胶网络更致密均匀,其中MP/KGM-150组的凝胶网络结构最致密,水分孔隙最小,说明适度降解的魔芋胶提高了肌原纤维蛋白凝胶性能。

史泽露[4](2020)在《利用功能组学研究重要嗜热真菌与放线菌木质纤维素协同降解机制》文中认为木质纤维素是地球上储量最丰富的可再生资源,其高效降解转化对于可持续发展至关重要。然而木质纤维素具有多层次复杂的致密结构,形成了“生物质抗降解屏障”。研究发现,天然生境中长期进化已经形成相对高效的微生物群落及其降解酶系统,但其效率仍不能满足生产实际中木质纤维素高效转化的需求,因此认识木质纤维素不同层次不同结构组分与微生物降解酶系之间的关系,发现木质纤维素结构层次与微生物及酶系之间的调控规律,找到木质纤维素高效降解转化的限速步骤等,对于提高木质纤维素的降解转化效率,形成绿色转化工艺至关重要。组学研究发现,自然界木质纤维素利用系统通常由多种微生物构成的群落而不是单一微生物组成,这些微生物是如何感知不溶性木质纤维素的结构层次、如何定量协调并形成高效协同降解机制的相关研究仍不深入。此外,工业应用中嗜热微生物与耐热酶系具有显着的优势,因此全面认识并构建人工高温微生物组合以完成木质纤维素的高效降解转化,已成为新的研究热点。基于以上科学问题,本文以高温堆肥中的优势功能微生物区系为研究对象,对相关微生物的酶系组成、降解底物类型的偏好性、对还原糖的代谢利用能力以及木质纤维素降解转化过程中可能的限速步骤等展开研究,从而认识不同高温微生物在木质纤维素降解过程中的协同调控机制及相关规律。取得如下主要研究成果:1.利用比较基因组学方法分析了高温木质纤维素堆肥中代表性优势嗜热微生物降解木质纤维素的潜能嗜热真菌疏棉状嗜热丝孢菌是高温堆肥生境中的优势丝状真菌,其基因组大小为19.16 Mb,比其它丝状真菌要小1/3,编码的木质纤维素降解相关蛋白仅有52种。其中半纤维素降解酶类较多,主要是β-1,3;1,4-葡聚糖与甘露寡糖降解相关蛋白。分析发现,疏棉状嗜热丝孢菌基因组不编码纤维素水解酶类,却含有氧化酶相关基因。对于嗜热放线菌褐色喜热裂孢菌的基因组分析显示,该菌总共编码27种木质纤维素降解相关蛋白,其中纤维素降解酶类最多,包括2种外切纤维素酶、8种内切纤维素酶、3种β-葡萄糖苷酶及2种氧化降解酶类(LPMOs),同时该菌具有丰富的木聚糖降解酶系统,包含3种内切木聚糖酶,1种木糖苷酶和3种侧链降解酶。此外,该菌还编码5种其它木质纤维素降解酶类。2.利用功能蛋白质组学方法揭示疏棉状嗜热丝孢菌的底物降解偏好性及其还原糖代谢利用能力利用功能组学方法分析了疏棉状嗜热丝孢菌对13种不同碳源的代谢利用能力及其诱导分泌蛋白的特征。结果表明该菌偏好利用可溶性糖进行生长。在其分泌组中检测到13种表达水平较高的糖苷水解酶类,其中9种是还原糖糖苷酶;另外,鉴定到10种表达水平较高的蛋白酶类,其中7种为外肽酶。这表明该丝状真菌可以利用腐生生境中的寡糖和寡肽来快速生长。聚糖降解酶类主要受木聚糖特异性诱导,主要分泌1种GH11家族的木聚糖酶,降解木聚糖形成可溶性木寡糖,其中无侧链取代基的木寡糖(XOS)被菌体快速吸收并利用。由于该菌不分泌木聚糖侧链降解酶类,因而带侧链的木寡糖(SXOS)未能进一步被菌体降解和利用,导致该类木寡糖在胞外明显积累(占总木聚糖含量8%)。SXOS是重要的益生元,疏棉状嗜热丝孢菌可以以低值玉米秸秆为原料,生产嗜热微生物菌剂、耐热木聚糖酶制剂以及高值益生元,因而具有工业应用推广的潜力。3.利用功能蛋白质组学方法揭示褐色喜热裂孢菌的底物降解偏好性及其还原糖代谢利用能力功能组学研究结果表明,纤维素可以诱导褐色喜热裂孢菌分泌一系列纤维素降解酶类(包括2种外切纤维素酶,4种内切纤维素酶和1种LPMO),并且菌体可以利用纤维素的降解产物进行生长。以木聚糖为底物培养褐色喜热裂孢菌,分泌组中主要检测到1种GH11家族的木聚糖酶(相对表达量为8.71±3.83%)以及1种GH10家族的木聚糖酶(相对表达量为4.5±1.23%),且这些木聚糖酶可以在2min内快速将木聚糖降解成高浓度木寡糖和木糖。但是以不同浓度的木寡糖和木糖为碳源培养褐色喜热裂孢菌时,结果显示浓度高于0.5%(w/v)的木寡糖和木糖明显抑制该菌的生长和产酶。这表明该菌基因组编码丰富的木聚糖降解酶系,并且可以被高效诱导分泌到胞外,然而木聚糖降解产物中高浓度木寡糖及木糖却明显抑制菌体的生长。暗示了该菌具有高效的木聚糖降解能力,却没有高效吸收利用木聚糖降解产物的能力,这就可以初步解析该菌不能以天然玉米秸秆固体培养基为底物单独生长的原因。因此该菌作为高温堆肥中的优势功能微生物,在天然玉米秸秆堆肥生境中应该与其它嗜热微生物存在协同关系。4.利用功能组学技术解析了疏棉状嗜热丝孢菌和褐色喜热裂孢菌协同降解木质纤维素的机理,证明木聚糖降解产物的浓度可调节它们之间的协同以纤维素与不同浓度木聚糖降解产物的组合为碳源培养疏棉状嗜热丝孢菌和褐色喜热裂孢菌,对它们的生长产酶以及协同机制进行了研究分析。结果显示,疏棉状嗜热丝孢菌可以快速利用高浓度木寡糖,因而可能有利于解除高浓度木寡糖对褐色喜热裂孢菌的生长抑制。在两菌构建的共培养体系中,疏棉状嗜热丝孢菌在共培养前期快速生长,分泌1种GH11家族木聚糖酶降解不溶性木质纤维素外层的木聚糖;而褐色喜热裂孢菌在后期快速生长,主要分泌大量木聚糖酶及纤维素酶,木聚糖酶降解木质纤维素形成的木寡糖及木糖促进疏棉状嗜热丝孢菌进一步快速生长,以去除木聚糖等,促使纤维素快速暴露,褐色喜热裂孢菌分泌的纤维素酶系可以将纤维素高效降解并吸收利用。研究发现,疏棉状嗜热丝孢菌和褐色喜热裂孢菌对木聚糖降解产生的还原糖浓度响应呈现负相关,即高浓度的木寡糖促进疏棉状嗜热丝孢菌的生长,抑制褐色喜热裂孢菌的生长;而低浓度的木寡糖是木质纤维素中半纤维素减少、不溶性纤维素暴露的信号,可促进褐色喜热裂孢菌快速生长。因此,生境中木聚糖降解产物的浓度,尤其是木寡糖的浓度调节了具有不同底物降解偏好性两类微生物的生长和产酶,这是微生物群落长期共同进化适应的结果。本研究构建了 55℃条件下嗜热真菌和放线菌的共培养组合,并定位了木寡糖浓度是调节其生长的关键因素,这为人工构建其它高温高效降解木质纤维素的微生物组合提供了新思路。5.基于转录定量分析与蛋白异源表达方法,解析了褐色喜热裂孢菌中与纤维素酶共同表达的GH10家族木聚糖酶及其组分的功能通过定量PCR测定,对褐色喜热裂孢菌重要糖苷水解酶在不同底物上的转录表达水平进行了分析,并重点对与纤维素酶共同表达的GH10家族木聚糖酶进行了异源表达。结果表明,木聚糖特异性诱导褐色喜热裂孢菌分泌GH11家族的木聚糖酶Xyl11A,而纤维素特异性诱导一种GH10家族木聚糖酶Xyl1OA的分泌。Xyl10A与纤维素酶在纤维素诱导条件下共表达,并且Xyl1OA带有高效结合结晶纤维素的CBM2,表明Xyl1OA是结合纤维素表面并降解木聚糖的酶类。酶学性质测定显示,Xyl1OA的最适温度为80℃,最适pH为9,是一种即耐热又耐碱的木聚糖酶,表明该酶在纸浆漂白等工业应用中应有巨大潜力。6.基于结构生物信息学方法,初步阐明了褐色喜热裂孢菌Xyl10A与底物相互作用的结构基础及提高酶活的途径基于结构生物信息学指导,探究了 Xyl1OA活性架构中心氨基酸残基与底物相互作用的机制。研究分析显示,GH10家族蛋白活性架构中心结合底物的亚位点是-3到+2,共有18个氨基酸残基与之发生相互作用,其中12个氨基酸残基集中在-2和-1亚位点,且整体保守性较高。将其突变为丙氨酸后,突变体酶与底物的结合能力、相对酶活都明显下降,这表明-2和-1亚位点氨基酸残基是该酶高效结合底物的主要功能区域。由于+1亚位点基本没有参与识别并结合底物糖单元的功能残基,因此该亚位点木聚糖链处可以容纳侧链取代基,这是GH10家族木聚糖可以高效降解带侧链木聚糖的结构基础。值得注意的是,与远端-3亚位点糖环相互作用的氨基酸51E突变为丙氨酸后,突变体酶相对酶活性明显提高了 90%以上,说明该家族相关酶类的改造策略应与GH11家族加大远端亚位点的结合力不同,GH10家族蛋白的改造方向是减小远端亚位点氨基酸与底物的结合力,相关分析初步阐明了 GH10家族木聚糖酶与底物相互作用的结构特征,并为该家族蛋白的进一步改造提供了方向。

刘朝阳[5](2020)在《我国典型农田土壤酶和有机碳分解对升温的响应及机理探究》文中研究说明据ICPP估计到本世纪末全球气温将升高1.8~2.2℃,这将导致海平面上升、极端天气频发等灾难,降低生态系统服务功能和生物多样性,对全球粮食安全和人类健康造成威胁。土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统最大的碳库,在全球温室气体平衡中扮演的重要角色,而酶促反应是SOC分解的限速步骤,因此,厘清SOC和土壤酶对升温的响应特征及其耦合关系对土壤固碳减排意义重大。农田生态系统具有相当大的温室气体减排能力,但由于土壤空间的异质性,对我国不同气候带农田SOC固定、累积、周转变化趋势及对气候变化反馈机理还不清楚。基于此,本研究采用微宇宙培养试验,从土壤酶和SOC物理、化学结构及微生物群落组成角度出发,利用土壤酶动、热力学及13C核磁共振和高通量技术,研究了不同气候带农田生态系统SOC分解对升温的响应及环境影响因子。主要获得以下结论:(1)土壤酶活性对升温十分敏感,各气候带土壤碳、氮、磷循环相关酶温度敏感性(Q10)值均大于1,在1.04~2.34之间。不同酶类对升温的响应程度为:纤维二糖水解酶(CBH)>N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)>β-葡萄糖苷酶(BG)>酸性磷酸酶(AcP)>木聚糖酶(BX)。土壤酶Q10随着温度梯度呈逐渐下降趋势。BG、CBH和Cenz的Q10与年均温(MAT)呈显着负相关。土壤酶化学计量Nenz:Penz和Cenz:Penz比值均随温度升高而增加。(2)不同气候带土壤碳、氮、磷循环相关酶最大酶活性(Vmax)随温度升高而增加,Vmax-Q10随温度升高而下降。其中CBH的Vmax-Q10最大。BG的Vmax和Vmax-Q10与MAT显着负相关,随MAT的升高呈线性下降;所测酶类的米氏常数(Km)和Km-Q10没有一致规律,在测定温度范围内呈波动特征,总体表现为0℃时Km值最小;Vmax/Km-Q10对温度的响应符合生理学理论的推测,即低温时微生物为了适应环境降低活化能,高温时提高活化能,是生理学和阿伦尼乌斯理论(Arrhenius theory)联系的桥梁,很好的解决了微生物产生适应性时,土壤酶温度敏感性背离阿伦尼乌斯方程的情况。其对温度的响应主要表现为1)Vmax/Km-Q10先升高后降低;2)先升高后降低,然后再升高;3)先降低后升高。结构方程模型(SEM)显示气候因子(MAT和MAP)通过影响土壤理化性质间接影响Vmax/Km-Q10,其中Km-Q10对其影响最大。粘粒和温度范围对Vmax-Q10影响较大分别0.453、0.775,参数Vmax-Q10和pH因子对Km-Q10影响最大,为0.233和0.252。(3)土壤酶的反应速率常数k随温度升高而增加,在五种测定酶中CBH的k值最低。Vmax-Q10与Ea极显着相关,随Ea线性增加。除西藏(XZ)和海南(HN)样点外,CBH活化能(Ea)最大。Ea在不同气候带间表现为寒冷地区大于温暖地区。Ea受控于MAT、Clay、TOC、pH、MAP和AN因子,其中MAT和Clay对Ea影响最大。随温度升高活化焓(ΔH*)、活化熵(ΔS*)减小,活化自由能(ΔG*)随温度升高变化较小,ΔG*/T值随温度升高而下降。酶-底物复合物形成过程是耗能过程,反应体系的混乱程度与土壤样点和土壤酶类型有关,酶促反应是熵控过程。(4)利用二库模型和物理分组方法研究了不同SOC碳库对升温的响应,二库模型表明升温提高了各碳库的速率常数,降低SOC半周转期。难分解碳库是决定SOC分解温度敏感性大小的决定性碳库。物理分组方法结果表明,矿物结合态有机碳(MinOM)是最大的碳库且难易被降解,粗颗粒有机碳(cPOM)碳库最小,大部分SOC以稳定形式存在。各碳库分解速率大小为:cPOM>fPOM(细颗粒有机碳)>Min OM,各碳库温度敏感性则与之相反。此外,研究了风干再润湿对SOC分解的影响,与鲜土相比风干土壤复水后SOC分解会显着增强,并降低了SOC分解的温度敏感性。SOC分解的温度敏感性与SOC质量相关,符合“碳质量-温度”学说。(5)研究了不同气候带SOC化学结构对升温的响应,结果表明烷氧碳含量随温度升高而降低,烷基碳含量随温度升高而增加。烷基碳与烷氧碳比值(A/O-A)和疏水性指数随温度升高而增加,表明温度升高有利于SOC分解,并使土壤有机碳趋于更加稳定。SOC分解速率和分解程度与SOC官能团密切相关,烷氧碳相对含量与SOC累积分解量极显着负相关,A/O-A与SOC累积分解量呈极显着正相关。含氧烷基碳是影响SOC累积分解量和速率常数k大小的重要官能团。烷氧碳与粘粒和粉粒呈显着正相关,与砂粒、pH呈显着负相关;羰基碳与粘粒和粉粒显着负相关,与砂粒显着正相关。(6)升温显着影响了微生物群落组成和网络结构。细菌OTU丰富度响应比和α多样性对温度的响应呈区域性分布,为先增加后降低(低MAT区)和一直增加(高MAT区)两种类型。细菌群落主要以Proteobacteria、Actinobacteria、Acidobacteria和Gemmatimonadetes为主,相对丰度占总体的73.47%。不同微生物类群对温度的响应因土壤样点而异,样点是微生物对升温的响应的重要影响因子。此外,温度明显改变了微生物网络结构中物种间的联系和关键物种。黑龙江(HLJ)、西藏(XZ)、辽宁(LN)、湖南(Hu N)样点的微生物网络和陕西(SX)、海南(HN)样点的微生物网络分别在20℃和40℃具有小世界(samall-word)网络特性,表明样点在此温度时网络结构中物种间能量、物质和信息流的传递能力得到增强,效率得到提高。细菌群落与土壤理化性质和气候因子显着相关,其中SOC、TN、pH、MAT和MAP是影响土壤细菌群落重要影响因子。(7)细菌群落与SOC化学结构的网络结构表明作用于SOC化学结构的细菌群落因官能团而异。作用于含氧烷基碳官能团的细菌物种最多,为13个,且均为负联接。COO,NC=O和Alkyl-C最少,均为1,分别为Caulobacteraceae(正联接)和Streptomycetaceae(负联接)。此外,放线菌门的Streptomycetaceae为网络结构中的关键物种。(8)采用结构方程模型(SEM)研究了温度、细菌群落和SOC化学结构之间的关系及对SOC分解的影响,温度、细菌群落和SOC化学结构可解释SOC分解84.6%的变异。温度除直接作用于SOC分解,还通过影响微生物群落和SOC化学结构间接影响SOC分解。微生物和SOC化学结构可相互影响,并作用于SOC分解。(9)BG活性随底物可利用性下降而升高,其温度敏感性对葡萄糖添加的响应因温度区间、培养时间和土壤样品而异,受营养元素调控。葡萄糖的添加提高了CO2释放速率和累积释放量,前期主要受土壤微生物生物量(MBC)的影响,后期主要受BG活性影响。CO2释放速率对葡萄糖添加的响应与pH呈显着负相关,与MAP显着正相关。此外,外源葡萄糖的添加降低了CO2释放速率的温度敏感性。以上结果揭示了土壤酶对升温响应的动力学和热力学机理、SOC分解的生物学-分子机制及SOC和土壤酶的耦合关系,为准确评估农田生态系统的碳排放,增加土壤碳固持、减少碳损失提供了理论依据。

赵慧阳[6](2020)在《棉浆粕废水耐盐菌株的筛选鉴定与生物降解实验研究》文中进行了进一步梳理粘胶纤维行业利用棉浆经过化学与机械加工的过程中,会产生大量含纤维素、半纤维素和木质素的高浓度有机废水,这类废水经酸液中和后含盐量大大增加。产纤维素酶的微生物能催化纤维素水解成葡萄糖,特殊的海洋环境能够提供适应极端环境的耐盐微生物。从资源化和生物化的角度处理含盐纤维素废水对人类可持续发展具有重大意义。本研究从青岛近海底泥和棉浆粕废水的富集液中驯化、筛选出一株能够产纤维素酶的耐盐细菌,经生理生化鉴定和16S rRNA序列测定为副地衣芽孢杆菌Bacillus paralicheniformis。该菌株在35℃、150 r/min液体发酵条件下产生的三种纤维素酶含量分别是滤纸酶0.136 U/mL、内切酶0.123 U/mL和β-葡萄糖苷酶0.103 U/mL,并且在1~4%NaCl溶液中能保持稳定的纤维素酶活。针对筛选的菌株进行了产酶发酵液的优化。确定该菌发酵的最适碳源和氮源分别是玉米芯和酵母浸膏,最佳KH2PO4添加量是0.4%,培养液最适初始pH值为7,最适发酵温度为35℃,最适发酵时间为60 h。菌株对优化后的培养液产酶能力提高48.9%。对硫酸铵分级沉淀后的酶液进行内切酶的性质探究。酶液在1~5%NaCl溶液、pH 4.5~8.5的反应条件和50℃水浴保温中有较好的相对酶活,Mg2+、Co2+、K+可以促进内切酶的产生。该内切酶表现出耐盐性、耐酸碱性和耐热性。将8%接种量的菌悬液直接接种于CODCr为1090 mg/L、pH为7的棉浆粕废水中,9天后得到最佳CODCr去除率为64.8%,微生物的降解动力学方程符合一级动力学方程。GC-MS分析生物降解前后棉浆粕废水的成分发现以联苯化合物和酯类化合物为主的有机污染物经碳键断裂、水解反应和开环反应等生成小分子苯系物和短链烷烃,生物降解后的废水经电渗析装置的脱盐率为44%。

刘婷[7](2020)在《新型木聚糖酶及其Ca2+依赖型碳水化合物结合模块的结构与功能》文中指出随着可利用的化石资源逐年减少,而人类对能源的需求越来越高,开发新型生物质能刻不容缓。木聚糖是半纤维素重要组成部分,其含量仅次于纤维素,是自然界中第二大丰富的多聚糖,占20%~30%。根据结构,木聚糖可分为β-1,4-木聚糖和β-1,3-木聚糖。而木聚糖酶在木聚糖的降解中起关键作用。故而,木聚糖酶的研究和应用将有助于利用生物资源,有望缓解能源短缺的问题。基于此,本论文主要开展以下工作:首先,从源于太平洋火色杆菌(Flammmeovirga pacifica)的β-1,3-木聚糖酶(Xyl3088)中鉴定了一种新型碳水化合物结合模块(CBM),该模块与已报道的CBM序列覆盖率为36.4%,同一性仅为25.0%。为了验证其功能,表达并纯化了截短的β-1,3-木聚糖酶(Xy13088-T)和碳水化合物结合模块(CBM3088)。与完整的β-1,3-木聚糖酶相比,Xy13088-T的热稳定性和催化效率(Kcat/Km)均降低了90%,可见,该CBM对酶稳定性以及催化效率有显着影响。有趣的是,CBM3088仅在Ca2+存在时才显示与β-1,3-木聚糖的结合能力,这与现已报道β-1,3-木聚糖酶中的CBM均不同,它对β-1,3-木聚糖的最大结合量为9.65μmol/g。通过生物信息学分析,初步揭示了Ca2+与CBM3088及β-1,3-木聚糖的结合机制。这是β-1,3-木聚糖酶中Ca2+依赖型CBM的首次报道。其次,鉴于β-1,3-木聚糖酶在利用海藻生产生物燃料和制备功能性低聚木糖中的重要作用,但却面临纯酶制备困难、成本高、重复使用率低、酶与产物分离困难等问题,尝试通过固定化酶技术解决这些问题。以本实验室所得的目前发现催化效率最高的β-1,3-木聚糖酶(Xyl3088)为对象,采用廉价的沥青为单体制备合成了HCPpitch-CH2–IDA负载镍为固定化载体,一步法实现酶分离纯化和固定化集成。β-1,3-木聚糖酶的酶活覆盖率为(80.66±0.87)%,固定化效率达到(90.01±1.05)%,固定化β-1,3-木聚糖酶在50℃时的半衰期为50.30分钟,显着高于游离酶的13.79分钟。固定化酶在30℃下保存80小时后具有65%的酶活,且重复使用15次后仍具有85%的初始酶活保留率。对于长颈蕨海葡萄的生物炼制,固定化酶在85小时后释放的还原糖比游离酶多30%,有望用于海藻生物炼制。再次,从太平洋火色杆菌Flammeovirga pacifica strain WPAGA1基因组,发现一条蛋白序列相似度与现有数据库收录的endo-β-1,4-木聚糖酶(Clostridium saccharobutylicum xynB,ID:P17137)约为60%的木聚糖酶Xyl4513。通过基因合成、构建质粒并表达,所得纯酶进行后续研究。结果表明:β-1,4-木聚糖酶(Xyl4513)具有2个保守结构域,该酶由一个属于糖苷水解酶11号家族(GH11)催化模块和一个属于CBM60家族的碳水化合物结合模块组成,这是一种比较罕见的G11家族木聚糖酶含有CBM的现象。纯化后的Xyl4513最适反应温度和pH值分别为30℃、3.0,这一反应特性说明Xyl4513是属于低温嗜酸β-1,4-木聚糖酶。分别构建截短的β-1,4-木聚糖酶(Xy14513-T)和碳水化合物结合模块(CBM4513)表达载体,分离纯化后发现Xyl4513-T最适反应温度和pH值分别为20℃、4.0,且催化效率(Kcat/Km)下降了20%。Ca2+、Mg2+、Ni2+和EDTA对两个酶的催化活性均有明显促进作用,其中Ca2+的效果更为明显。当含有20 mmol/L Ca2+时,CBM4513对β-1,4-木聚糖具有特异性结合能力,最大结合量为9.13μmol/g,证明了CBM4513是一种Ca2+依赖型碳水化合物结合模块。最后,采用酶解法水解β-1,3-木聚糖,通过薄层层析(TLC)和高效液相色谱法(HPLC)分析β-1,3-低聚木糖的组成,并测定了其中寡糖的生物学活性。结果表明:木二糖和木三糖是酶解生成的β-1,3-低聚木糖中具有主要活性的成分;在四种体外抗氧化体系中,β-1,3-低聚木糖的抗氧化能力在浓度0.25-2 mg/mL内均呈现良好的量效关系。在·OH自由基清除实验中,0.25 mg/ml Vc和β-1,3-低聚木糖时,清除率分别为68.01%和78.03%,1.5 mg/mL时,清除率分别为99.91%和95.45%,而β-1,4-低聚木糖在2 mg/mL时的清除率仅有5.47%。这说明1,3-木寡糖的抗氧化能力显着高于1,4-木寡糖。而采用CCK8法定性的检测β-1,3-低聚木糖对人乳腺癌细胞MCF-7的抑制作用,结果表明在浓度300-1000μg/mL,时间24-72小时,随着浓度越高,孵化时间越长,对MCF-7活性的抑制效果越好。本研究成功表达验证了一个新型β-1,4-木聚糖酶和两个新型Ca2+依赖型碳水化合物结合模块,并借助生物信息学等手段初步阐释了其作用机制。此外,通过固定化技术提高了酶的稳定性和重复利用率,最后通过酶解法制备功能性β-1,3-低聚木糖,为生物燃料和海藻的开发利用提供了更丰富的选择。

黄婉秋[8](2020)在《白星花金龟幼虫肠道中纤维素降解菌的筛选及其作用》文中研究指明在自然界中,许多昆虫以木质纤维素为食,其肠道中往往存在能够降解木质纤维素的微生物源转化系统。白星花金龟(Protaetia brevitarsis)幼虫以植物根部、杂草等为食,其肠道中存在丰富的纤维素降解微生物,对纤维素降解菌及其优质纤维素酶的筛选有着很大的潜力。本论文通过纤维素酶活性、滤纸降解活性诱导测定等方法,从白星花金龟幼虫中、后肠道中筛选得到了90株细菌、5株真菌。其中细菌菌株h9具有内切葡聚糖酶(CMC)活性和较强的滤纸降解活性,其诱导CMC酶活可高达0.19 U/mL菌液,且可以彻底降解滤纸。通过16S rDNA分析,初步确定菌株h9属于纤维单胞菌属(Cellulomonas),将菌株命名为Cellulomonas sp.h9。对其进行全基因组测序并分析,确定其具有20个与纤维素降解相关的基因,包括6个内切β-1,4-葡聚糖酶(EC 3.2.1.4)基因,12个β-葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.21)基因,2个外切β-1,4-葡聚糖酶(EC 3.2.1.91)基因。选取了1个内切β-1,4-葡聚糖酶基因和4个β-葡萄糖苷酶基因进行了克隆表达,分别命名为Cen137和Bgl381、Bgl263、Bgl211、Bgl204,并对Cen137和Bgl381重组酶的酶学性质进行了研究。内切β-1,4-葡聚糖酶Cen137基因全长1036 bp,G+C含量为72.0%,编码321个氨基酸;氨基酸1-22为信号肽序列。该酶比活为11.86 U/mg,最适反应温度为37℃,最适pH为6.5,在pH4.0~9.0之间,相对酶活性能够维持在65%以上;同时该酶在较宽的pH范围内较稳定,其在pH4.0~12.0缓冲液中处理后,相对酶活仍能够保持在90%以上,说明该酶具有较强的耐酸、碱性。该酶在30℃、40℃、50℃温度中处理1 h后,相对酶活仍能保持在85%左右。Mn2+对重组酶Cen137的酶促反应具有明显的激活作用,Co2+、巯基乙醇对重组酶Cen137的酶促反应具有一定的激活作用;Cu2+、SDS对重组酶Cen137的酶促反应具有显着的抑制作用,Pb3+对重组酶Cen137的酶促反应具有一定的抑制作用。β-葡萄糖苷酶Bgl381基因全长1446 bp,G+C含量为76.0%,编码481个氨基酸;无信号肽序列。该酶的比活为3.84 U/mg,最适反应温度为37℃,最适pH为6.0,pH 7.0~10.0范围内其相对酶活保持70%以上,说明了该酶耐碱性较强。Cr3+、SDS对β-葡萄糖苷酶Bgl381的酶促反应具有显着的抑制作用,Na+、Mg2+、Ca2+、Cu2+、Mn2+、Pb3+、Zn2+、Co2+对β-葡萄糖苷酶Bgl381的酶促反应具有一定的抑制作用。Fe3+、巯基乙醇、EDTA对β-葡萄糖苷酶Bgl381的酶促反应具有一定的激活作用。本文首次研究了白星花金龟幼虫中的细菌纤维素酶基因,进一步认识了白星花金龟幼虫对纤维素降解的机制,丰富了纤维素酶基因库,提供了具有应用潜力的纤维素酶。

杨洋[9](2020)在《耐热普鲁兰酶基因挖掘与分子改造及酶学特性研究》文中研究说明普鲁兰酶(pullulanase,EC 3.2.1.41),最早由Bender和Wallenfels在产气气杆菌(Aerobacter aerogenes)的培养过程中发现,因其能水解普鲁兰多糖而得名。它可以特异性水解普鲁兰多糖、淀粉及支链淀粉等分支多糖中的α-1,6-糖苷键。这一特性使得普鲁兰酶在淀粉水解相关的工业过程中发挥着非常重要的作用。其中,普鲁兰酶最主要的应用方式是用于淀粉的糖化过程,其工业应用条件为pH 4.5-5.5,温度55-65℃甚至更高,持续作用时间长达48-60 h。大多数已报道的I型普鲁兰酶无法适应这一工业条件,有些酶耐热性差,有些酶在pH 5.5或pH更小的条件下酶活很低,甚至会失活。即使是商业化的B.acidopullulyticus普鲁兰酶也存在明显短板,其在60℃时的半衰期仅有34.9 min,没有足够强的耐热性。为此,本研究以获得性能优良的普鲁兰酶为目标,结合已有普鲁兰酶的序列信息对NCBI数据库中潜在的普鲁兰酶序列进行挖掘。对挖掘到的三个潜在普鲁兰酶序列在大肠杆菌中进行了重组表达,重组酶经分离纯化后进行了酶学性质的测定。综合评价三个普鲁兰酶的酶学性质,选出性能最好的普鲁兰酶进行分子改造,进一步提高了其耐热性和催化效率。此外,为了避免文献中酶活测定时反应体系多种多样的情况给我们的实验结果带来影响,以及为了使实验过程中酶活的测定更加方便快捷,本研究还优化了普鲁兰酶的活性测定方法。(1)优化了普鲁兰酶酶活的测定方法。评价了3种DNS试剂、2种反应体积比和煮沸时间对酶活检测灵敏度、检出限和稳定性的影响。选择灵敏度和稳定性均较高的DNS-Ghose试剂用于后续实验;选择检出限低、灵敏度高的Mod方法用于后续实验;选择煮沸2 min进行显色,大大缩短实验时间。优化后的测定方法为:1%普鲁兰糖20μL+酶液20μL+DNS试剂60μL+去离子水100μL,选用DNS-Ghose试剂,煮沸时间不小于2 min。(2)挖掘到三个潜在普鲁兰酶序列,在大肠杆菌重组表达系统中成功表达。将已有普鲁兰酶序列作为模板,在NCBI数据库中进行blast分析,根据序列相似度选择了分析结果中的3个蛋白序列。对这3个蛋白序列进行了基本信息分析、进化树分析、同源性分析、保守区和特征位点分析,从序列分析结果判断,它们应该是I型普鲁兰酶。为了进一步通过酶学性质验证,对这3个蛋白序列构建了大肠杆菌表达系统并通过IPTG诱导表达,SDS-PAGE结果显示IPTG添加终浓度为1 mM、诱导时间为6 h时,目的蛋白表达量较高,可以达到后续实验的要求。(3)获得了一个适用于淀粉糖化过程的普鲁兰酶。对3个普鲁兰酶蛋白进行了分离纯化,测定了纯化蛋白的pH对酶活的影响、温度对酶活的影响、pH稳定性、温度稳定性、金属离子和化学试剂对酶活的影响、反应动力学常数和不同底物的水解产物。对这3个酶的酶学性质进行比较,并详细讨论了它们与已报道普鲁兰酶相比存在的优势和劣势。这3个酶的最适pH都在工业应用范围内,其中PulF的耐热性最高而PulC的比酶活最高。PulF是目前最适pH符合工业要求的普鲁兰酶中耐热性最好的。(4)获得了一个耐热性和催化效率显着提高的普鲁兰酶突变体。PulF和商业化的B.acidopullulyticus普鲁兰酶相比,还存在比酶活不高这一短板。本研究基于序列比对和蛋白结构分析,选择了6个距离催化位点10埃以内的非保守氨基酸残基进行定点突变。测定了突变体的pH对酶活的影响、温度对酶活的影响、温度稳定性和反应动力学常数,6个突变体的耐热性均显着提高,其中V481C的催化效率也得到了大幅提高,其比酶活为野生型酶的将近2倍。

马玲玲[10](2020)在《纤维素降解细菌B.subtilis 1AJ3的纤维素酶的克隆表达、协同作用及其应用研究》文中认为在对于新能源的需求日益增长的当今社会,尤其是对于石油能源的替代品的研究迫在眉睫。生物乙醇作为一种新型的绿色能源,以农副作物废弃物等天然的生物质原料为原料,通过糖化和发酵的过程生成生物乙醇,进而可以用作更广泛的能源使用。如何将纤维素高效、经济、环境友好的转化为可利用的还原糖一直是需要解决的问题。生物法是基于微生物(真菌或细菌)和酶而展开的对纤维素水解的方法,又因细菌具有比真菌生长更快速、来源广泛、适应性强、易于基因操作等优点而成为近几年研究关注的热点,但其降解体系尚不完善,更多细菌及其纤维素酶系有待深入研究。本研究以秦岭朽木为细菌菌株筛选原料,探索可以降解纤维素细菌的种类并筛选具有潜力的细菌,研究其降解生物质纤维素的能力;通过克隆和异源表达从菌株中获得三个不同种类的重组纤维素酶,对其酶学特性、降解机理及三种纤维素酶的协同作用进行研究。具体研究内容和主要结果如下:(1)从秦岭朽木中成功筛得可以降解纤维素的细菌。利用刚果红平板法从秦岭朽木中筛得的55株细菌,以枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis为主,同时包括Bacillus sp.、Pseudomonas aeruginosa、Bacillus licheniformis、Bacillus methylotrophicus和Bacillus megaterium等种属。结合降解纤维素的底物广泛性、降解后底物中总还原糖含量和纤维素酶活力挑选出三株细菌B.subtilis 1AJ3、B.methylotrophicus 1EJ7和B.subtilis 3BJ4,并初步证明菌株对天然的未经过预处理的木质纤维素(小麦秸秆、玉米秸秆和柳枝稷)具有降解能力。(2)细菌B.subtilis 1AJ3具有柳枝稷木质纤维素降解能力。将菌株B.subtilis1AJ3应用于柳枝稷中,在37℃、150 r/min条件下,5 d内对纤维素、木聚糖和酸不溶木质素的降解率分别为16.13%、14.24%和13.91%。通过GC-MS测定芳香族化合物的含量辅助证明其对木质素的降解能力,扫描电镜观察到柳枝稷表面的结构变化,证明了菌株对柳枝稷的降解作用。菌株1AJ3具有耐酸耐热能力,并且酸热条件利于菌株对柳枝稷、玉米芯和咖啡渣等生物质原料的降解,表明该菌具有工业应用潜力。(3)从细菌B.subtilis 1AJ3中获得重组内切纤维素酶。通过克隆和异源表达获得了含His标签的重组内切纤维素酶Cel-A。该酶含有GH5家族的催化结构域和CBM3家族的碳水化合物结合结构域,表现出与其单个结构域单一表达时不同的酶学性质。重组酶Cel-A在p H 4.5、50℃条件下可以获得最高酶活力,在p H 4.5-9、30-60℃条件下具有较高的酶活力。金属离子Co2+可以促进酶活力。可以高效降解CMC-Na和大麦葡聚糖底物,主要作用于β-1,3-1,4糖苷键,对α-糖苷键无作用。(4)从细菌B.subtilis 1AJ3中获得重组外切纤维素酶。通过克隆和异源表达获得重组外切纤维素酶Cbh-A,该酶包含两个结构域:具有催化功能的结构域Flg J和具有碳水化合物结合功能的结构域SH3_8。其中Flg J结构域首次作为外切纤维素酶进行研究,并以Avicel为底物进行了酶学性质的研究。Cbh-A最适温度和p H分别为50℃和6.4。在50℃条件下预热4小时可以使Cbh-A酶活力达到最高并保持稳定。Mn2+可以增强重组酶Cbh-A的活力,5 m M或10 m M的Cu2+和化学试剂EDTA可以抑制酶的活力。Cbh-A可以有效地水解β-1,3-1,4/β-1,3/β-1,4糖苷键和α-1,4糖苷键,但对α-1,6糖苷键没有作用。(5)从细菌B.subtilis 1AJ3中获得重组β-葡萄糖苷酶。通过克隆和异源表达得到的β-葡萄糖苷酶Bgl-A,属于GH16家族。Bgl-A在50℃、p H 8.6条件下具有最高酶活力。在温度范围0-50℃,p H 6.4-9.0范围内酶活力均达80%以上。金属离子和SDS对其影响较小,EDTA在高浓度条件下对酶有抑制作用;其对于4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷底物无作用。(6)来自细菌B.subtilis 1AJ3的三种纤维素酶具有协同作用。不同类型的纤维素酶(内切酶Cel-A、外切酶Cbh-A和β-葡萄糖苷酶Bgl-A),在简单纤维素底物(CMC-Na、Avicel和滤纸)中具有良好的协同作用,且推测外切酶可以作用于纤维素的结晶区使该区域结构变的松散,为内切酶水解提供更多作用位点。β-葡萄糖苷酶和外切酶在不同的纤维素底物中表现出相似的协同作用,且β-葡萄糖苷酶的水解速度受到外切酶的活力的限制。柳枝稷、玉米芯是很好的生物乙醇的原料,在纤维素酶水解下均具有较高的糖化率。三种酶在玉米秸秆、小麦秸秆、水稻稻壳、甘蔗秸秆和咖啡渣中可以展现出很好的协同降解效果。

二、纤维素酶在CO_2加压下的酶活变化特性(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、纤维素酶在CO_2加压下的酶活变化特性(论文提纲范文)

(1)杂化纳米花固定化纤维二糖差向异构酶的制备及性质研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 纤维二糖差向异构酶概述
        1.1.1 纤维二糖差向异构酶简介
        1.1.2 纤维二糖差向异构酶催化反应及机制
        1.1.3 纤维二糖差向异构酶工程菌构建和突变体筛选
        1.1.4 纤维二糖差向异构酶的应用
    1.2 酶的固定化技术
        1.2.1 酶固定化的一般方法
        1.2.2 有机-无机杂化纳米花固定化酶
        1.2.3 壳聚糖杂化纳米花固定化酶
    1.3 本课题研究意义及主要内容
        1.3.1 立题目的及意义
        1.3.2 主要研究内容
2 材料与方法
    2.1 实验材料和仪器
        2.1.1 材料与试剂
        2.1.2 仪器与设备
    2.2 E161D/N365P的纯化及酶学性质研究
        2.2.1 E161D/N365P的发酵培养方法
        2.2.2 E161D/N365P的分离纯化方法
        2.2.3 聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析
        2.2.4 蛋白浓度测定
        2.2.5 酶活测定
        2.2.6 E161D/N365P的酶学性质测定
    2.3 固定化酶的制备及性质研究方法
        2.3.1 EDNP@Co_3(PO_4)_2的制备及工艺优化方法
        2.3.2 SA-EDNP@Co_3(PO_4)_2的制备
        2.3.3 EDNP@Ca_2P_2O_7的制备和工艺优化方法
        2.3.4 固定化酶的研究指标
        2.3.5 固定化酶的酶学性质测定
        2.3.6 固定化酶的操作稳定性
        2.3.7 固定化酶的微观表征方法
        2.3.8 固定化酶的应用实验
3 结果与讨论
    3.1 E161D/N365P酶蛋白的分离纯化和性质研究
        3.1.1 分离纯化
        3.1.2 酶学性质
    3.2 有机-无机杂化纳米花EDNP@Co_3(PO_4)_2的制备及工艺优化
        3.2.1 蛋白浓度优化
        3.2.2 离子浓度优化
        3.2.3 二次沉淀工艺
    3.3 有机-无机杂化纳米花EDNP@Co_3(PO_4)_2的性质研究
        3.3.1 酶学性质
        3.3.2 操作稳定性
        3.3.3 以乳糖为底物生产乳果糖
    3.4有机-无机杂化纳米花EDNP@Co_3(PO_4)_2的微观表征
        3.4.1 SEM表征
        3.4.2 EDS分析
        3.4.3 FTIR分析
        3.4.4 XPS分析
    3.5食品级交联的固定化酶SA-EDNP@Co_3(PO_4)_2
        3.5.1 SA-EDNP@Co_3(PO_4)_2的制备
        3.5.2 操作稳定性
        3.5.3 在牛奶中的应用
    3.6 壳聚糖杂化纳米花EDNP@Ca_2P_2O_7的制备及工艺优化
        3.6.1 酶浓度优化
        3.6.2 三聚磷酸钠浓度优化
        3.6.3 壳聚糖浓度优化
    3.7 壳聚糖杂化纳米花EDNP@Ca_2P_2O_7的性质研究
        3.7.1 酶学性质
        3.7.2 操作稳定性
        3.7.3 以乳糖为底物生产乳果糖
    3.8 壳聚糖杂化纳米花EDNP@Ca_2P_2O_7的微观表征
        3.8.1 SEM分析
        3.8.2 FTIR分析
        3.8.3 XPS分析
主要结论与展望
    主要结论
    展望
致谢
参考文献
附录一:作者在攻读硕士期间发表的文章
附录二:静置时间对EDNP@Co_3(PO_4)_2酶活的影响
附录三:Co~(2+)对于E161D/N365P 二级结构的影响

(2)海藻酸钠-羧甲基纤维素钠复合材料固定化漆酶的制备优化及应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 酚类化合物
        1.1.1 酚类化合物的来源及危害
        1.1.2 酚类化合物的处理方法
    1.2 漆酶概述
        1.2.1 漆酶的来源
        1.2.2 漆酶的性质
        1.2.3 漆酶的结构和催化机理
        1.2.4 漆酶在环境保护中的应用
    1.3 固定化技术及研究进展
        1.3.1 固定化漆酶的方法
        1.3.2 固定化酶的载体材料
        1.3.3 国内外研究现状
    1.4 研究目的、内容及创新点
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 创新点
第2章 实验材料及方法
    2.1 实验主要药品与仪器
        2.1.1 主要试剂和仪器
        2.1.2 主要溶液的配置
        2.1.3 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 漆酶活性的测定
        2.2.2 包埋法固定化漆酶(Lac@SC)的制备
        2.2.3 包埋交联法固定化漆酶的制备
        2.2.4 固定化漆酶的表征方法
        2.2.5 固定化漆酶的稳定性研究
        2.2.6 2,4-DCP去除率的计算
        2.2.7 固定化漆酶对污染物的去除
第3章 固定化漆酶的制备及其条件优化
    3.1 包埋法固定化漆酶(Lac@SC)的制备
        3.1.1 SA浓度对固定化漆酶效果的影响
        3.1.2 CMC浓度对固定化漆酶效果的影响
        3.1.3 氯化钙浓度对固定化漆酶效果的影响
        3.1.4 漆酶浓度对固定化漆酶效果的影响
        3.1.5 缓冲溶液pH对固定化漆酶效果的影响
        3.1.6 固定化时间对固定化漆酶效果的影响
        3.1.7 正交实验结果及分析
    3.2 包埋交联法固定化漆酶的制备
        3.2.1 GLU交联法固定化漆酶(Lac@SCG)的制备
        3.2.2 EGDE交联法固定化漆酶(Lac@SCE)的制备
    3.3 本章小结
第4章 固定化漆酶的表征及稳定性研究
    4.1 固定化漆酶的表征
        4.1.1 SEM结果分析
        4.1.2 FTIR结果分析
        4.1.3 XRD结果分析
    4.2 pH稳定性研究
    4.3 热稳定性研究
    4.4 储存稳定性研究
    4.5 重复利用性研究
    4.6 本章小结
第5章 固定化漆酶在含酚废水中的应用
    5.1 2,4-DCP标准曲线的绘制
    5.2 2,4-DCP浓度对去除率的影响
    5.3 溶液pH对去除率的影响
    5.4 反应时间对去除率的影响
    5.5 反应温度对去除率的影响
    5.6 机理分析
    5.7 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

(3)鲍鱼内脏多糖水解酶及对魔芋胶的酶解改性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 魔芋胶
        1.1.1 魔芋及其产品概述
        1.1.2 魔芋胶的结构
        1.1.3 魔芋胶的性质
        1.1.4 魔芋胶的应用
    1.2 魔芋胶的降解
        1.2.1 物理法
        1.2.2 化学法
        1.2.3 辐照法
        1.2.4 生物法
    1.3 水解魔芋胶的相关多糖水解酶
        1.3.1 β-葡聚糖酶的研究进展
        1.3.2 β-甘露聚糖酶的研究进展
    1.4 鲍鱼
    1.5 研究目的和研究内容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
第2章 鲍鱼内脏粗酶对魔芋胶理化性质的影响
    2.1 前言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 主要材料与试剂
        2.2.2 主要设备
        2.2.3 鲍鱼内脏粗酶的制备
        2.2.4 还原糖标准曲线的绘制
        2.2.5 鲍鱼内脏粗酶酶活的测定
        2.2.6 鲍鱼内脏粗酶的底物特异性
        2.2.7 温度和p H对鲍鱼内脏粗酶酶活的影响
        2.2.8 降解魔芋胶的制备
        2.2.9 降解魔芋胶的粘度测定
        2.2.10 降解魔芋胶的分子量测定
        2.2.11 降解魔芋胶的流变学性质分析
        2.2.12 降解魔芋胶的傅里叶红外光谱分析
        2.2.13 降解魔芋胶的微观结构
        2.2.14 数据统计分析
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 鲍鱼内脏粗酶底物特异性
        2.3.2 温度和p H对鲍鱼内脏粗酶酶活的影响
        2.3.3 降解魔芋胶的粘度测定
        2.3.4 降解魔芋胶的分子量测定
        2.3.5 降解魔芋胶流变学性质分析
        2.3.6 降解魔芋胶傅里叶红外光谱分析
        2.3.7 降解魔芋胶的微观结构
    2.4 本章小结
第3章 鲍鱼内脏葡聚糖酶和甘露聚糖酶的分离纯化与性质研究
    3.1 前言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 主要材料与试剂
        3.2.2 主要设备
        3.2.3 葡聚糖酶和甘露聚糖酶酶活的方法
        3.2.4 鲍鱼内脏葡聚糖酶的分离纯化
        3.2.5 鲍鱼内脏甘露聚糖酶的分离纯化
        3.2.6 十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析
        3.2.7 LC-MS/MS分析
        3.2.8 鲍鱼内脏多糖水解酶的性质分析
        3.2.9 数据统计分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 鲍鱼内脏葡聚糖酶和甘露聚糖酶的分离纯化与鉴定
        3.3.2 鲍鱼内脏多糖水解酶的性质研究
    3.4 本章小结
第4章 降解魔芋胶对金线鱼肌原纤维蛋白理化性质和流变学性质的影响
    4.1 前言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 主要材料与试剂
        4.2.2 主要设备
        4.2.3 肌原纤维蛋白的制备
        4.2.4 肌原纤维蛋白-降解魔芋胶复合体系制备
        4.2.5 浊度测定
        4.2.6 表面疏水性测定
        4.2.7 粒径测定
        4.2.8 流变学性质分析
        4.2.9 SDS-PAGE分析
        4.2.10 DSC分析
        4.2.11 扫描电镜(SEM)分析
        4.2.12 数据统计分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 降解魔芋胶对肌原纤维蛋白浊度的影响
        4.3.2 降解魔芋胶对肌原纤维蛋白表面疏水性的影响
        4.3.3 降解魔芋胶对肌原纤维蛋白粒径的影响
        4.3.4 降解魔芋胶对肌原纤维蛋白流变学性质的影响
        4.3.5 SDS-PAGE分析
        4.3.6 降解魔芋胶对肌原纤维蛋白热变性温度的影响
        4.3.7 SEM分析
        4.3.8 复配机理图
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
在学期间科研成果

(4)利用功能组学研究重要嗜热真菌与放线菌木质纤维素协同降解机制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
缩略词表
第一章 绪论
    1.1 木质纤维素的生物质抗降解屏障
        1.1.1 木质纤维素的种类和异质性
        1.1.2 木质纤维素的结构组成
        1.1.3 木质纤维素的合成
        1.1.4 木质纤维素的降解
    1.2 降解木质纤维素的微生物
        1.2.1 木质纤维素的微生物降解转化
        1.2.2 微生物的底物降解偏好性
        1.2.3 自然界高效的木质纤维素降解系统
    1.3 微生物群体的优势以及相互作用方式
        1.3.1 微生物群体相比于单一微生物的优势
        1.3.2 微生物群体中可能存在的相互作用方式
        1.3.3 人工微生物组合的构建
    1.4 嗜热微生物和耐热酶
        1.4.1 工业生产对微生物和酶性能的需求
        1.4.2 嗜热微生物和耐热酶在工业应用中的优势
    1.5 高温木质纤维素堆肥中的优势微生物
        1.5.1 高温玉米秸秆堆肥生境中的两种优势微生物
        1.5.2 疏棉状嗜热丝孢菌研究现状
        1.5.3 褐色喜热裂孢菌研究现状
    1.6 微生物对氮源的获取和利用
    1.7 立题依据
第二章 疏棉状嗜热丝孢菌和褐色喜热裂孢菌的基因组差异分析
    2.1 材料与方法
        2.1.1 基因组数据的获取
        2.1.2 蛋白结构域的组成分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 疏棉状嗜热丝孢菌基因组编码的木质纤维素降解酶系分析
        2.2.2 疏棉状嗜热丝孢菌基因组编码的蛋白酶系分析
        2.2.3 褐色喜热裂孢菌基因组编码的木质纤维素降解酶系分析
        2.2.4 褐色喜热裂孢菌基因组编码的蛋白酶系分析
        2.2.5 疏棉状嗜热丝孢菌和褐色喜热裂孢菌基因组编码的木质纤维素降解酶系
    2.3 小结与讨论
第三章 疏棉状嗜热丝孢菌的底物降解偏好性及蛋白质组特征
    3.1 材料与方法
        3.1.1 菌株和主要试剂
        3.1.2 主要仪器设备
        3.1.3 菌株培养及粗酶液制备
        3.1.4 胞外蛋白量、还原糖及酶活测定
        3.1.5 胞外还原糖的种类及浓度测定
        3.1.6 阿拉伯呋喃糖苷酶的异源表达
        3.1.7 不同碳源条件下胞外蛋白的变性电泳酶谱
        3.1.8 木聚糖酶和蛋白酶的活性电泳酶谱
        3.1.9 蛋白质样品的LC-MS/MS分析
        3.1.10 质谱数据搜索
    3.2 结果与分析
        3.2.1 疏棉状嗜热丝孢菌胞外还原糖、蛋白浓度以及木聚糖酶活性的动态变化
        3.2.2 发酵液中还原糖种类和含量的动态变化
        3.2.3 疏棉状嗜热丝孢菌分泌的木质纤维素降解酶种类和含量
        3.2.4 疏棉状嗜热丝孢菌分泌的蛋白酶种类和含量
        3.2.5 LC-MS/MS分析疏棉状嗜热丝孢菌的胞内代谢特征
    3.3 小结与讨论
第四章 褐色喜热裂孢菌的底物降解偏好性以及与疏棉状嗜热丝孢菌的新型协同机制
    4.1 材料与方法
        4.1.1 菌株和主要试剂
        4.1.2 主要仪器设备
        4.1.3 固体发酵及粗酶液的制备
        4.1.4 液体发酵及粗酶液的制备
        4.1.5 胞外木聚糖酶和纤维素酶表达差异的活性酶谱分析
        4.1.6 疏棉状嗜热丝孢菌和褐色喜热裂孢菌基因相对含量测定
        4.1.7 疏棉状嗜热丝孢菌和褐色喜热裂孢菌生物量及酶活分析
        4.1.8 胞外还原糖种类及浓度变化
        4.1.9 疏棉状嗜热丝孢菌和褐色喜热裂孢菌的分泌蛋白差异
        4.1.10 质谱数据搜索
    4.2 结果与分析
        4.2.1 疏棉状嗜热丝孢菌和褐色喜热裂孢菌在玉米秸秆培养基上生长情况
        4.2.2 疏棉状嗜热丝孢菌和褐色喜热裂孢菌各自的生长特性
        4.2.3 疏棉状嗜热丝孢菌和褐色喜热裂孢菌对木寡糖的利用能力
        4.2.4 蛋白质谱分析疏棉状嗜热丝孢菌和褐色喜热裂孢菌的分泌组差异
        4.2.5 木寡糖浓度对疏棉状嗜热丝孢菌和褐色喜热裂孢菌分泌酶的影响
    4.3 小结与讨论
第五章 褐色喜热裂孢菌重要木聚糖酶的功能探究
    5.1 材料与方法
        5.1.1 菌株和主要试剂
        5.1.2 主要仪器设备
        5.1.3 褐色喜热裂孢菌木聚糖酶和纤维素酶转录水平测定
        5.1.4 木聚糖酶Xyl11A和Xyl10A序列的获取
        5.1.5 木聚糖酶Xyl11A和Xyl10A及其突变体引物序列
        5.1.6 Xyl11A和Xyl10A及其突变体基因片段的PCR扩增
        5.1.7 质粒的构建和扩增
        5.1.8 蛋白的异源表达与纯化
        5.1.9 Xyl11A和Xyl10A及其突变体蛋白的电泳展示
        5.1.10 Xyl11A和Xyl10A及其突变体蛋白的酶学性质测定
        5.1.11 金属离子和变性剂对Xyl11A和Xyl10A酶活性的影响
        5.1.12 Xyl11A和Xyl10A及其突变体蛋白对不同形式木聚糖的降解能力
        5.1.13 Xyl10A及其突变体蛋白对木聚糖和纤维素结合能力的比较
    5.2 结果与分析
        5.2.1 褐色喜热裂孢菌主要木聚糖酶和纤维素酶基因的转录水平测定
        5.2.2 Xyl11A和Xyl10A及其突变体质粒构建
        5.2.3 Xyl11A和Xyl10A及其突变体蛋白的电泳展示
        5.2.4 Xyl11A和Xyl10A及其突变体蛋白的理化性质测定
        5.2.5 金属离子和变性剂对Xyl11A和Xyl10A酶活性的影响
        5.2.6 Xyl11A和Xyl10A及其突变体蛋白对不同形式木聚糖降解能力比较
        5.2.7 Xyl10A及其突变体蛋白对木聚糖和纤维素的结合能力测定
    5.3 小结与讨论
第六章 褐色喜热裂孢菌GH10家族木聚糖酶活性架构中心关键氨基酸残基功能探究
    6.1 材料与方法
        6.1.1 菌株和主要试剂
        6.1.2 主要仪器设备
        6.1.3 木聚糖酶Xyl10A丙氨酸突变体引物序列
        6.1.4 Xyl10A丙氨酸突变体基因片段的PCR扩增
        6.1.5 Xyl10A丙氨酸突变体质粒的构建
        6.1.6 蛋白的异源表达与纯化
        6.1.7 变性电泳展示Xyl10A丙氨酸突变体蛋白
        6.1.8 GH10家族蛋白的进化树构建
        6.1.9 GH10家族蛋白活性中心序列谱构建
        6.1.10 GH10家族蛋白活性中心氨基酸保守性分析
        6.1.11 GH10家族蛋白活性中心氨基酸频率比较
        6.1.12 Xyl1OA E51A突变体的虚拟突变分析
    6.2 结果与分析
        6.2.1 GH10家族蛋白进化树分析
        6.2.2 GH10家族蛋白的活性中心序列谱分析
        6.2.3 GH10家族蛋白活性架构中心氨基酸功能的探究
    6.3 小结与讨论
全文总结与展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢
学位论文评阅及答辩情况表

(5)我国典型农田土壤酶和有机碳分解对升温的响应及机理探究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 选题意义
    1.3 土壤酶对升温响应的研究进展
        1.3.1 升温对土壤酶活性的影响
        1.3.2 升温对土壤酶动力学的影响
        1.3.3 升温对土壤酶热力学的影响
    1.4 土壤有机碳分解对升温响应的研究进展
        1.4.1 土壤微生物群落组成的影响
        1.4.2 有机碳数量和质量的影响
        1.4.3 有机碳组分的影响
        1.4.4 土壤水分的影响
    1.5 研究目的和内容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 技术路线
第二章 研究区域和研究方法
    2.1 研究区域
    2.2 供试土样
    2.3 研究方法
        2.3.1 不同气候带土壤酶活性特征对升温的响应
        2.3.2 不同气候带有机碳分解对升温的响应
        2.3.3 外源添加物对土壤酶和有机碳分解温度敏感性的影响
    2.4 数据处理和统计
第三章 升温对土壤酶活性的影响
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 供试土壤
        3.2.2 试验方法
        3.2.3 数据计算
    3.3 结果与分析
        3.3.1 温度对土壤酶活性的影响
        3.3.2 温度对土壤酶的温度敏感性的影响
        3.3.3 温度对土壤酶生态计量学的影响
    3.4 讨论
    3.5 小结
第四章 升温对土壤酶动力学特征的影响
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 供试土壤
        4.2.2 试验方法
        4.2.3 土壤酶动参数计算
    4.3 结果与分析
        4.3.1 升温对土壤酶动力学参数的影响
        4.3.2 升温对土壤酶动力学参数温度敏感性的影响
    4.4 讨论
    4.5 小结
第五章 升温对土壤酶热力学参数的影响
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 供试土壤
        5.2.2 试验方法
        5.2.3 土壤酶热力学参数计算
    5.3 结果与分析
        5.3.1 不同温度下土壤碳、氮、磷循环相关酶的反应速率常数
        5.3.2 不同气候带土壤碳、氮、磷循环相关酶的活化能
        5.3.3 活化能和土壤酶动力学参数的关系
        5.3.4 不同气候带土壤酶ΔH~*、ΔS~*和ΔG~*
    5.4 讨论
    5.5 小结
第六章 升温对土壤有机碳分解的影响
    6.1 引言
    6.2 材料与方法
        6.2.1 供试土壤
        6.2.2 试验方法
        6.2.3 土壤有机碳分解参数计算公式
        6.2.4 二库模型
    6.3 结果与分析
        6.3.1 升温对不同气候带土壤有机碳分解(原土)的影响
        6.3.2 鲜土和风干再润湿处理对土壤有机碳分解的影响
        6.3.3 升温对不同气候带土壤各碳库有机碳分解的影响
    6.4 讨论
    6.5 小结
第七章 升温对土壤有机碳化学结构特征的影响
    7.1 引言
    7.2 材料与方法
        7.2.1 供试土壤
        7.2.2 试验方法
        7.2.3 固体~(13)C-核磁共振测定方法
        7.2.4 固体~(13)C-核磁共振波谱图不同功能区划分
        7.2.5 固体~(13)C-核磁共振结果分析方法
    7.3 结果与分析
        7.3.1 温度对土壤有机碳化学结构的影响
        7.3.2 土壤有机碳分解与其化学结构的关系
    7.4 讨论
    7.5 小结
第八章 升温对土壤微生物群落结构的影响
    8.1 引言
    8.2 材料与方法
        8.2.1 供试土壤
        8.2.2 试验方法
        8.2.3 土壤微生物群落测定方法
    8.3 结果与分析
        8.3.1 不同温度下土壤细菌的分布特征
        8.3.2 温度对不同气候带土壤中细菌相对丰度和多样性的影响
        8.3.3 温度对土壤细菌群落结构的影响
        8.3.4 理化性质和气候因子对细菌群落结构的影响
        8.3.5 土壤细菌群落组成与土壤有机碳化学结构的关系
        8.3.6 细菌群落组成和有机碳化学结构对土壤有机碳分解的影响分析
    8.4 讨论
    8.5 小结
第九章 添加葡萄糖对土壤酶和二氧化碳释放速率温度敏感性的影响
    9.1 引言
    9.2 材料与方法
        9.2.1 供试土壤
        9.2.2 试验方法
        9.2.3 土壤酶动力学和碳分解参数计算公式
    9.3 结果与分析
        9.3.1 葡萄糖的添加对土壤酶和微生物生物量碳的影响
        9.3.2 葡萄糖的添加对二氧化碳释放速率的影响
        9.3.3 葡萄糖的添加对土壤酶和二氧化碳释放速率温度敏感性的影响
    9.4 讨论
    9.5 小结
第十章 主要结论和展望
    10.1 主要结论
    10.2 主要创新点
    10.3 研究展望
参考文献
附录
致谢
个人简历

(6)棉浆粕废水耐盐菌株的筛选鉴定与生物降解实验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 纤维素酶的分类及作用机制
    1.2 纤维素降解菌筛选及海洋微生物开发
        1.2.1 产纤维素酶的真菌
        1.2.2 产纤维素酶的细菌和放线菌
        1.2.3 产纤维素酶的海洋微生物
    1.3 耐盐纤维素酶的应用
        1.3.1 处理造纸工业废水
        1.3.2 开发利用海洋垃圾和海藻组织中的纤维素资源
        1.3.3 处理生物质能源和环境保护
        1.3.4 修复盐碱地
        1.3.5 其他应用
    1.4 纤维素酶的发酵工艺
    1.5 棉浆粕废水的污染特征及处理现状
        1.5.1 棉浆粕废水的污染特征
        1.5.2 棉浆粕废水的处理方法
    1.6 课题研究内容和意义
第二章 耐盐纤维素降解菌的筛选及鉴定
    2.1 引言
    2.2 材料和方法
        2.2.1 样品采集
        2.2.2 实验药品和仪器
        2.2.3 实验试剂配制
        2.2.4 培养基
        2.2.5 实验方法
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 耐盐纤维素降解菌的初筛
        2.3.2 耐盐纤维素降解菌的复筛
        2.3.3 菌种鉴定
        2.3.4 盐度对副地衣芽孢杆菌产纤维素酶的活性影响
    2.4 本章小结
第三章 产酶条件的优化及酶学性质研究
    3.1 引言
    3.2 材料和方法
        3.2.1 实验药品和仪器
        3.2.2 实验试剂配制
        3.2.3 培养基
        3.2.4 实验方法
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 不同碳源对酶活的影响
        3.3.2 不同氮源对酶活的影响
        3.3.3 KH_2PO_4浓度对酶活的影响
        3.3.4 初始pH值对酶活的影响
        3.3.5 培养温度对酶活的影响
        3.3.6 发酵时间对酶活的影响
        3.3.7 内切酶的硫酸铵盐析纯化结果
        3.3.8 酶的耐盐性
        3.3.9 酶的耐酸碱性
        3.3.10 金属离子对酶促反应的影响
        3.3.11 酶的耐热性
    3.4 本章小结
第四章 棉浆粕废水的生物降解与除盐探索实验
    4.1 引言
    4.2 材料和方法
        4.2.1 水样来源
        4.2.2 实验药品和仪器
        4.2.3 实验试剂配制
        4.2.4 培养基
        4.2.5 实验方法
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 棉浆粕废水处理前后pH值的变化
        4.3.2 耐盐纤维素降解菌有机质降解动力学方程
        4.3.3 生物降解产物及代谢途径分析
        4.3.4 电渗析除盐
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望与建议
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录

(7)新型木聚糖酶及其Ca2+依赖型碳水化合物结合模块的结构与功能(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 可再生生物资源概述
        1.1.1 化石能源概述
        1.1.2 β-1,3-木聚糖概述
        1.1.3 β-1,4-木聚糖概述
    1.2 木聚糖酶
        1.2.1 木聚糖酶概述
        1.2.2 β-1,3-木聚糖酶研究进展
        1.2.3 β-1,4-木聚糖酶研究进展
    1.3 碳水化合物结合模块
        1.3.1 碳水化合物结合模块概述
        1.3.2 Ca~(2+)依赖性碳水化合物结合模块研究进展
    1.4 酶固定化
        1.4.1 酶固定化方法
        1.4.2 酶的分离纯化及固定化集成的研究现状
    1.5 低聚木糖生物学活性
        1.5.1 β-1,4-低聚木糖抗氧化活性研究进展
        1.5.2 β-1,3-低聚木糖抗氧化和抗癌活性研究进展
    1.6 论文研究内容、目的与意义
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 研究目的与意义
    1.7 论文创新点
第2章 新型β-1,3-木聚糖酶Ca~(2+)依赖型碳水化合物结合模块的研究
    2.1 实验材料
        2.1.1 菌株和质粒
        2.1.2 β-1,3-木聚糖提取原材料
        2.1.3 主要实验试剂
        2.1.4 实验仪器设备
        2.1.5 实验所需培养基
        2.1.6 实验所需溶液配制
        2.1.7 生物信息学分析相关工具
    2.2 实验方法
        2.2.1 载体的构建
        2.2.2 重组蛋白的表达和纯化
        2.2.3 重组蛋白电泳鉴定
        2.2.4 重组蛋白LC-MS/MS鉴定
        2.2.5 β-1,3-木聚糖及羟基醇β-1,3木聚糖的制备
        2.2.6 蛋白质浓度测定
        2.2.7 CBM3088与β-1,3-木聚糖结合研究
        2.2.8 木糖标准曲线的制作
        2.2.9 Xyl3088-T酶学性质的研究
        2.2.10 薄层层析色谱法鉴定反应产物
        2.2.11 CBM3088的序列和结构分析
    2.3 结果与分析
        2.3.1 重组蛋白的表达与纯化
        2.3.2 重组蛋白电泳鉴定
        2.3.3 CBM3088结合能力测定
        2.3.4 Xyl3088-T酶学性质的研究
        2.3.5 薄层层析色谱法鉴定反应产物
        2.3.6 CBM3088的序列和结构分析
    2.4 本章小结
第3章 β-1,3-木聚糖酶固定化及分离纯化集成
    3.1 实验材料
        3.1.1 β-1,3-木聚糖酶Xyl3088菌株
        3.1.2 β-1,3-木聚糖提取原材料
        3.1.3 实验所需培养基
        3.1.4 主要实验试剂
    3.2 实验方法
        3.2.1 β-1,3-木聚糖酶Xyl3088的表达
        3.2.2 β-1,3-木聚糖酶酶活测定方法
        3.2.3 固定化酶制备
        3.2.4 固定化酶与游离酶的酶学性质
        3.2.5 固定化酶的重复使用率
        3.2.6 长颈蕨海葡萄生物质处理
    3.3 结果与分析
        3.3.1 Xyl3088的表达分离纯化及固定化集成
        3.3.2 固定化条件的优化
        3.3.3 固定化酶酶学性质
        3.3.4 固定化酶的重复使用率
        3.3.5 长颈蕨海葡萄生物质处理
    3.4 本章小结
第4章 低温嗜酸β-1,4-木聚糖酶及其Ca~(2+)依赖型碳水化合物结合模块
    4.1 实验材料
        4.1.1 菌株和质粒
        4.1.2 主要实验试剂
        4.1.3 实验仪器设备
        4.1.4 实验所需培养基
        4.1.5 实验所需溶液配制
        4.1.6 生物信息学分析相关工具
    4.2 实验方法
        4.2.1 三个表达载体的构建
        4.2.2 三个重组蛋白的表达和纯化
        4.2.3 三个重组蛋白电泳鉴定
        4.2.4 蛋白质浓度测定
        4.2.5 Xyl4513和Xyl4513-T酶学性质的研究
        4.2.6 CBM4513结合能力测定
    4.3 结果与分析
        4.3.1 重组蛋白的表达与纯化
        4.3.2 重组蛋白电泳鉴定
        4.3.3 Xyl4513和Xyl4513-T酶学性质研究
        4.3.4 CBM3088结合能力测定
    4.4 本章小结
第5章 β-1,3-低聚木糖的抗氧化和抗癌活性分析
    5.1 实验材料
        5.1.1 β-1,3-木聚糖酶Xyl3088菌株
        5.1.2 β-1,3-木聚糖提取原材料
        5.1.3 主要实验试剂
        5.1.4 实验仪器设备
        5.1.5 实验所需培养基
        5.1.6 实验所需溶液配制
    5.2 实验方法
        5.2.1 β-1,3-低聚木糖溶液的制备
        5.2.2 薄层层析色谱法鉴定反应产物
        5.2.3 高效液相色谱法鉴定反应产物
        5.2.4 β-1,3-低聚木糖体外抗氧化活性测定
        5.2.5 β-1,3-木聚糖体外抗癌活性研究
    5.3 结果与分析
        5.3.1 薄层层析色谱法鉴定β-1,3-低聚木糖组成
        5.3.2 高效液相色谱法鉴定β-1,3-低聚木糖组成
        5.3.3 β-1,3-低聚木糖体外抗氧化活性测定
        5.3.4 β-1,3-低聚木糖体外抗癌活性测定
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(8)白星花金龟幼虫肠道中纤维素降解菌的筛选及其作用(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 白星花金龟
        1.1.1 药用价值
        1.1.2 饲用价值
        1.1.3 生态价值
    1.2 木质纤维素
    1.3 纤维素酶
        1.3.1 真菌
        1.3.2 放线菌
        1.3.3 细菌
        1.3.4 纤维素酶的应用
    1.4 本研究的目的和意义
第二章 白星花金龟幼虫肠道内纤维素降解菌的分离和鉴定
    2.1 实验材料
        2.1.1 样品制备
        2.1.2 试剂和仪器
        2.1.3 主要培养基及溶液配制
    2.2 试验方法
        2.2.1 样品处理
        2.2.2 羧甲基纤维素钠琼脂平板筛选
        2.2.3 滤纸降解法
        2.2.4 菌种鉴定分析
        2.2.5 酶活测定
        2.2.6 全基因组测序
    2.3 实验结果与分析
        2.3.1 纤维素降解菌的筛选和鉴定
        2.3.2 纤维素降解菌的产酶筛选
    2.4 全基因组测序分析
        2.4.1 菌株h9分类分析
        2.4.2 Cellulomonas sp.h9 全基因组测序及基因注释
    2.5 讨论
    2.6 小结
第三章 纤维素酶基因的克隆与表达
    3.1 实验材料
        3.1.1 菌株和质粒
        3.1.2 生化试剂
        3.1.3 培养基及溶液配制
        3.1.4 仪器
        3.1.5 引物合成及核酸序列测定
    3.2 试验方法
        3.2.1 重组质粒的构建
        3.2.2 重组蛋白的表达
        3.2.3 重组蛋白的SDS-PAGE电泳检测
        3.2.4 重组蛋白的蛋白浓度检测
        3.2.5 重组蛋白的酶活测定
    3.3 实验结果和分析
        3.3.1 重组质粒的克隆
        3.3.2 重组蛋白的表达
        3.3.3 重组蛋白酶活检测
        3.3.4 重组蛋白的纯化
        3.3.5 重组蛋白浓度检测
    3.4 讨论
    3.5 小结
第四章 β-葡萄糖苷酶、内切葡聚糖酶酶学性质的分析
    4.1 实验材料
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 主要试剂和培养基
    4.2 方法
        4.2.1 样品的制备
        4.2.2 最适反应pH的测定
        4.2.3 pH稳定性的测定
        4.2.4 最适反应温度的测定
        4.2.5 热稳定性的测定
        4.2.6 金属离子和相关化学试剂对酶活性的影响
        4.2.7 比活的测定
    4.3 结果
        4.3.1 最适反应pH和pH稳定性
        4.3.2 最适反应温度和热稳定性
        4.3.3 金属离子和相关化学试剂对酶活性的影响
        4.3.4 酶的比活
    4.4 讨论
    4.5 小结
第五章 结论
参考文献
致谢
作者简介

(9)耐热普鲁兰酶基因挖掘与分子改造及酶学特性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
主要符号对照表
第一章 绪论
    1.1 普鲁兰酶概述
        1.1.1 普鲁兰多糖及普鲁兰多糖水解酶
        1.1.2 普鲁兰酶的定义及分类
        1.1.3 普鲁兰酶的应用
        1.1.4 普鲁兰酶和其他脱支酶的区别
    1.2 普鲁兰酶的生化特性
        1.2.1 微生物来源
        1.2.2 异源表达
        1.2.3 分子量大小和聚合体
        1.2.4 酶学性质
    1.3 普鲁兰酶的结构分析
    1.4 酶活测定方法
    1.5 论文的立题依据和意义
    1.6 论文研究思路和主要内容
第二章 普鲁兰酶测定方法的优化
    2.1 前言
    2.2 实验材料
        2.2.1 主要试剂
        2.2.2 主要仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 DNS试剂的选择
        2.3.2 检出限的比较
        2.3.3 灵敏度的比较
        2.3.4 稳定性的比较
        2.3.5 Mod方法煮沸时间的确定
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 DNS试剂的选择
        2.4.2 检出限的比较
        2.4.3 灵敏度的比较
        2.4.4 稳定性的比较
        2.4.5 Mod方法煮沸时间的确定
    2.5 本章小结
第三章 普鲁兰酶基因资源的挖掘、克隆以及在大肠杆菌中的表达
    3.1 前言
    3.2 实验材料
        3.2.1 生物材料
        3.2.2 培养基
        3.2.3 主要试剂
        3.2.4 主要仪器
    3.3 实验方法
        3.3.1 I型普鲁兰酶序列的挖掘
        3.3.2 I型普鲁兰酶的序列分析
        3.3.3 I型普鲁兰酶基因的克隆及表达
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 I型普鲁兰酶序列的挖掘
        3.4.2 I型普鲁兰酶序列的分析
        3.4.3 I型普鲁兰酶在大肠杆菌中的克隆与表达
    3.5 本章小结
第四章 普鲁兰酶的纯化和酶学性质的研究
    4.1 前言
    4.2 实验材料
        4.2.1 生物材料
        4.2.2 培养基
        4.2.3 主要试剂
        4.2.4 主要仪器
    4.3 实验方法
        4.3.1 普鲁兰酶的纯化
        4.3.2 普鲁兰酶酶学性质测定
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 普鲁兰酶的纯化
        4.4.2 普鲁兰酶酶学性质测定
    4.5 本章小结
第五章 普鲁兰酶PulF的分子改造
    5.1 前言
    5.2 实验材料
        5.2.1 生物材料
        5.2.2 培养基
        5.2.3 主要试剂
        5.2.4 主要仪器
    5.3 实验方法
        5.3.1 定点突变
        5.3.2 突变体的纯化
        5.3.3 突变体的酶学性质测定
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 定点突变
        5.4.2 突变体的纯化
        5.4.3 突变体的酶学性质测定
        5.4.4 突变体的结构分析
    5.5 本章小结
第六章 结论
    6.1 主要结论
    6.2 论文创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历

(10)纤维素降解细菌B.subtilis 1AJ3的纤维素酶的克隆表达、协同作用及其应用研究(论文提纲范文)

项目基金
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 生物质能源的利用与发展
    1.2 纤维素及其水解
        1.2.1 纤维素及生物质原料中的纤维素
        1.2.2 木质纤维素的预处理方式
    1.3 微生物法降解纤维素的研究
        1.3.1 真菌
        1.3.2 细菌
        1.3.3 放线菌
    1.4 纤维素酶系及其对纤维素的降解
        1.4.1 分类方式及组成
        1.4.2 内切纤维素酶
        1.4.3 外切纤维素酶
        1.4.4 β-葡萄糖苷酶
    1.5 生物技术在纤维素降解及纤维素酶生产中的应用
        1.5.1 植物的基因编辑
        1.5.2 微生物菌株的突变及基因编辑
        1.5.3 纤维素酶的克隆表达
        1.5.4 分子生物学手段应用于纤维素酶的研究
    1.6 纤维素酶协同作用机理
    1.7 本研究的目的、意义和技术路线
        1.7.1 研究的目的及意义
        1.7.2 主要研究内容
        1.7.3 本研究的技术路线
第二章 产纤维素酶细菌的筛选及鉴定
    2.1 试验材料
        2.1.1 样品采集
        2.1.2 试验试剂及培养基
        2.1.3 试验仪器与设备
    2.2 试验方法
        2.2.1 降纤维素细菌的富集及初筛
        2.2.2 降纤维素细菌的鉴定
        2.2.3 还原糖含量及纤维素酶活力测定
        2.2.4 筛选的细菌对不同纤维素为唯一碳源的降解
        2.2.5 筛选的单一菌株及混合菌株对高浓度秸秆的降解
    2.3 试验结果
        2.3.1 降解纤维素细菌的分离和鉴定
        2.3.2 初筛菌株的纤维素酶活性和水解能力
        2.3.3 菌株在不同碳源的培养基中的还原糖含量及酶活
        2.3.4 菌株对于高浓度天然木质纤维素的降解能力初探
    2.4 讨论
        2.4.1 秦岭朽木中的纤维素分解细菌
        2.4.2 降解纤维素的细菌及其纤维素酶
        2.4.3 改善纤维素酶降解能力的策略探究
    2.5 本章小结
第三章 菌株B.subtilis1AJ3 在生物质原料中的应用
    3.1 试验菌株、试剂及仪器
    3.2 试验方法
        3.2.1 菌株B.subtilis1AJ3菌株降解柳枝稷秸秆
        3.2.2 CMCase纤维素酶活力及还原糖含量测定
        3.2.3 柳枝稷中降解的纤维素成分分析
        3.2.4 GC-MS和 FE-SEM场发射扫描电子显微镜分析
        3.2.5 菌株1AJ3的pH和温度耐受性
        3.2.6 菌株1AJ3在生物质原料纤维素降解中的潜在应用
    3.3 试验结果
        3.3.1 柳枝稷被降解过程中pH的变化
        3.3.2 降解过程中积累的总还原糖含量及CMCase活力的变化
        3.3.3 柳枝稷降解过程中各组分含量测定
        3.3.4 木质素降解产物的GC-MS分析
        3.3.5 FE-SEM观察柳枝稷降解前后表明变化
        3.3.6 菌株B.subtilis1AJ3的p H和温度耐受性
        3.3.7 菌株1AJ3在生物质原料中的应用潜力
    3.4 讨论
    3.5 本章小结
第四章 内切纤维素酶Cel-A的克隆表达、纯化及酶学性质
    4.1 试验材料
        4.1.1 菌株与质粒
        4.1.2 工具酶
        4.1.3 主要生化试剂及试剂盒
        4.1.4 主要仪器
    4.2 试验方法
        4.2.1 B.subtilis1AJ3 菌株基因组DNA提取
        4.2.2 含内切纤维素酶Cel-A基因的重组质粒的构建
        4.2.3 生物信息学分析及酶结构模拟
        4.2.4 重组酶Cel-A的表达及SDS-PAGE检测
        4.2.5 重组酶Cel-A的纯化
        4.2.6 重组酶Cel-A酶学性质研究
        4.2.7 重组酶Cel-A动力学研究
        4.2.8 底物特异性研究
    4.3 试验结果
        4.3.1 重组质粒的构建及鉴定
        4.3.2 重组纤维素内切酶Cel-A的生物信息学分析
        4.3.3 重组酶Cel-A的表达和检测
        4.3.4 重组酶Cel-A的 IPTG诱导浓度条件优化及其纯化
        4.3.5 重组酶Cel-A的酶学性质
    4.4 讨论
    4.5 本章小结
第五章 外切纤维素酶Cbh-A的克隆表达及酶学性质
    5.1 试验菌株、质粒、工具酶及主要仪器
    5.2 试验方法
        5.2.1 外切纤维素酶基因的克隆及生物信息学分析
        5.2.2 重组酶Cbh-A的表达、检测
        5.2.3 重组酶Cbh-A酶学性质研究
    5.3 试验结果
        5.3.1 重组外切纤维素酶Cbh-A的克隆表达
        5.3.2 重组酶Cbh-A生物信息学分析
        5.3.3 重组酶Cbh-A酶学性质研究
    5.4 讨论
    5.5 本章小结
第六章 GH16 家族β-葡萄糖苷酶Bgl-A的克隆表达、纯化及酶学性质
    6.1 试验菌株、质粒、工具酶及主要仪器
    6.2 试验方法
        6.2.1 菌株基因组提取、重组质粒的构建及生物信息学分析
        6.2.2 重组酶Bgl-A的表达、检测及纯化
        6.2.3 重组酶Bgl-A酶学性质研究
        6.2.4 底物特异性研究
    6.3 试验结果
        6.3.1 重组质粒的构建及鉴定
        6.3.2 重组酶Bgl-A的生物信息学分析
        6.3.3 重组酶Bgl-A的表达和检测
        6.3.4 重组酶Bgl-A的纯化
        6.3.5 重组酶Bgl-A的酶学性质
    6.4 讨论
    6.5 本章小结
第七章 纤维素酶的协同作用及其在生物质原料中的应用
    7.1 试验材料
    7.2 试验方法
        7.2.1 酶活力测定方法
        7.2.2 本章研究中反应体系的确定
        7.2.3 混合体系三种酶比例的确定
        7.2.4 三种纤维素酶在简单纤维素底物中的协同作用
        7.2.5 三种酶及其混合物在生物质秸秆中的协同及应用
    7.3 试验结果
        7.3.1 协同作用混合体系中三种酶比例的确定
        7.3.2 纤维素酶在简单纤维素底物中的协同作用
        7.3.3 纤维素酶在生物质纤维素原料中的协同作用及应用潜力
    7.4 讨论
    7.5 本章小结
第八章 结论、创新点和展望
    8.1 结论
    8.2 创新点
    8.3 展望
参考文献
附录
致谢
作者简介

四、纤维素酶在CO_2加压下的酶活变化特性(论文参考文献)

  • [1]杂化纳米花固定化纤维二糖差向异构酶的制备及性质研究[D]. 徐沁蕊. 江南大学, 2021(01)
  • [2]海藻酸钠-羧甲基纤维素钠复合材料固定化漆酶的制备优化及应用[D]. 刘文婷. 武汉科技大学, 2021(01)
  • [3]鲍鱼内脏多糖水解酶及对魔芋胶的酶解改性研究[D]. 文嘉欣. 集美大学, 2021(01)
  • [4]利用功能组学研究重要嗜热真菌与放线菌木质纤维素协同降解机制[D]. 史泽露. 山东大学, 2020(04)
  • [5]我国典型农田土壤酶和有机碳分解对升温的响应及机理探究[D]. 刘朝阳. 西北农林科技大学, 2020(03)
  • [6]棉浆粕废水耐盐菌株的筛选鉴定与生物降解实验研究[D]. 赵慧阳. 青岛科技大学, 2020(01)
  • [7]新型木聚糖酶及其Ca2+依赖型碳水化合物结合模块的结构与功能[D]. 刘婷. 华侨大学, 2020
  • [8]白星花金龟幼虫肠道中纤维素降解菌的筛选及其作用[D]. 黄婉秋. 中国农业科学院, 2020(01)
  • [9]耐热普鲁兰酶基因挖掘与分子改造及酶学特性研究[D]. 杨洋. 中国农业科学院, 2020(01)
  • [10]纤维素降解细菌B.subtilis 1AJ3的纤维素酶的克隆表达、协同作用及其应用研究[D]. 马玲玲. 西北农林科技大学, 2020(01)

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CO_2压力下纤维素酶酶活性的变化
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