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海藻糖被广泛应用于食品、医学、农业、生化制品和化妆品行业中。海藻糖合酶催化麦芽糖生成海藻糖只需一种酶参与反应,该方法操作简单、成本低廉。本研究以来源于嗜热栖热菌(Thermus thermophilus HB8)中的热稳定性海藻糖合酶基因为研究对象,将其克隆到热激载体pHsh中,构建重组质粒pHsh-tres。通过优化翻译起始区mRNA的二级结构和对基因中富含GC的第780-870,1641-1740,2052-2130,2262-2352个碱基的区段进行定点突变,构建重组质粒pHsh-tresY、pHsh-tresⅠ、pHsh-tresⅡ、pHsh-tresⅢ和pHsh-tresⅣ。将上述重组质粒克隆到E.coli DH10B中并实现了表达。重组菌pHsh-tres,pHsh-tresY和pHsh-tresⅠ-pHsh-tresⅣ中海藻糖合酶的酶活分别为0.31 U/mL,1.5U/mL,2.1U/mL,2.9U/mL,3.3U/mL,3.5U/mL,pHsh-tresⅣ的酶活达到pHsh-tres的10倍。 E.coli DH10B经高压破碎和70℃热处理40min后离心所得上清即为粗酶液,该酶液经DEAE-Sepharose处理后,SDS-PAGE结果表明海藻糖合酶的分子量为110 kDa,与理论推算值相吻合,海藻糖台酶的纯度达到电泳纯。纯化后重组酶浓度为1620 mg/L,酶活达到272U/ml,比酶活达到168U/mg。纯化后海藻糖台酶的酶学性质研究表明,其最适反应温度为80-85℃,最适反应pH值为7.5,pH值7.0-8.5之间酶的稳定性较好,40-80℃的稳定性较好,且80℃条件下重组酶的半衰期为4-4.5h。低浓度的Mn2+、Ni2+、Co2+、Tris、Fe2+、Cu2+对酶活没有显著影响,但高浓度条件下对酶活有显著的抑制作用,且Ni2+、Fe2+、Cu2+的抑制作用更明显。Zn2+在低浓度条件下对酶活就有显著的抑制作用。 通过薄层色谱分析表明,海藻糖合酶粗酶液催化25mM麦芽糖反应21h后,在自制硅胶板上,反应液和50mg/ml标准样品点样量均为2ul,显色后结果表明麦芽糖、海藻糖和葡萄糖能够有效分离。通过高效液相色谱法分析表明,纯化后的海藻糖合酶(1620mg/L)催化25mM麦芽糖反应1h时海藻糖的浓度达到约3mg/ml,葡萄糖的浓度达到1.57 mg/ml,此时麦芽糖的转化率达到31.5%。