重组短小芽孢杆菌CotA漆酶的酶学性质及发酵优化研究

• 作者: 许开忠 王雅静 马慧 蔡宇杰 廖祥儒 管政兵
• 来源期刊: 食品与生物技术学报
• 关键词: 短小芽孢杆菌 CotA漆酶 BP神经网络 萤火虫算法 染料脱色
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Research Article
• 页码范围: 28-34
• 页数: 7页
• 分类号: Q815
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.12.005

摘要

细菌漆酶具有良好的热稳定性和抗碱性环境能力,在工业废水处理和染料脱色方面具有很大的潜力.通过研究短小芽孢杆菌W3菌株的CotA漆酶基因在大肠杆菌中重组表达的酶学性质,对其发酵培养基进行优化,以提高产量.利用分子手段实现CotA漆酶基因在大肠杆菌中的重组表达,并利用BP神经网络建模和萤火虫算法寻优对CotA漆酶发酵培养基进行优化,最后重组表达的CotA漆酶进行染料脱色研究.结果表明,重组菌株表达的CotA漆酶具有良好的热稳定性和耐碱能力,最适反应pH值为3.5,最适反应温度为80 ℃.重组CotA漆酶对底物ABTS具有良好的亲和能力,Km为0.247 mmol/L,Kcat为41.32 s-1.在适宜条件下的重组CotA漆酶的表达量为1 915.3 U/L,使用BP神经网络和萤火虫算法优化培养基获得最佳的发酵培养基配方为:蛋白胨 1.16 g/dL、酵母粉0.428 g/dL、NaCl 1.06 g/dL、CuS04 0.274 mol/L 和甘油(体积分数)0.931％.优化过的培养基产CotA漆酶酶活为3 088.68 U/L,相比未优化之前提高了61.26％.重组表达的CotA漆酶对孔雀石绿和酸性蓝129脱色效果明显,达到90％脱色率.短小芽孢杆菌W3来源的CotA漆酶具有良好的酶学性质和工业应用前景.利用BP神经网络偶联萤火虫算法寻优是CotA漆酶发酵培养基优化的有效手段.