论文总字数：19533字

摘 要

氧化葡萄糖酸杆菌（G.oxydans）是一种革兰氏阴性菌种。山梨醇脱氢酶是属于菌种细胞膜上的一类酶。它拥有部分氧化底物的特性。山梨醇脱氢酶现在最重要的应用就是在合成米格列醇和维生素C工艺上。

本文的主要任务是研究高活力的氧化葡萄糖酸杆菌细胞膜上面的山梨醇脱氢酶的性质。对酶的作用环境进行研究。实验结果表明，山梨醇脱氢酶在pH5.8和30℃的情况下，转化反应情况最好。在培养基中添加Mg² 和K 时，仅添加Mg² 时，酶活最高，Mg² 和K 都添加时，生物量最高。在转化液中，添加Mg² 和K ，对于酶活没有影响。在进行储藏实验中，酶的活力在储藏10天后有小幅度的下降，而储藏23天后酶的活力还剩下约60％。在单批次反应中，当底物接近基本被消耗完，第一次补加同等量的底物后，酶活能够保持大致不变，第二次加底物后，酶活仅有小幅度的降低。在多批次反应中，第二次使用酶时，酶活有小幅度降低，第三次使用时，酶活还剩下原来的55％。

关键词：氧化葡萄糖酸杆菌 山梨醇脱氢酶 酶活力

Study on the Properties of Sorbitol Dehydrogenase from High-activity Gluconobacter oxydans Cell Membrane

Abstract

G. oxydans is a gram-negative bacterium, which is a specialized aerobic microorganism. Sorbitol dehydrogenase is a type of enzyme that belongs to the cell membrane of a strain. It has the characteristics of partially oxidized substrates. The most important application of sorbitol dehydrogenase is now in the synthesis of miglitol and vitamin C technology.

The main task of this paper is to study the properties of sorbitol dehydrogenase above the highly viable gluconobacter oxydans cell membrane. The enzymatic environment was studied. The experimental results showed that sorbitol dehydrogenase had the best conversion reaction at pH 5.8 and 30°C. When Mg² and K were added to the medium, the enzyme activity was highest when only Mg² was added, and the biomass was highest when both Mg² and K were added. In the transformation solution, addition of Mg² and K had no effect on the enzyme activity. In the storage experiment, the enzyme activity decreased slightly after storage for 10 days, and the enzyme activity remained about 60% after 23 days storage. In a single-batch reaction, when the substrate is almost completely consumed, the enzyme activity can be kept approximately constant after the first addition of the same amount of substrate, and the enzyme activity is only slightly increased after the second substrate addition. The reduction. In the multi-batch reaction, the enzyme activity slightly decreased when the enzyme was used for the second time, and the original enzyme activity remained 55% when the enzyme was used for the third time.

Keywords：Gluconobacter oxydans Cell Membrane; Sorbitol Dehydrogenase; Enzyme activity

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 3

1.1. 氧化葡萄糖酸杆菌简介 3

1.2. 菌种的酶系分布及其代谢 4

1.3. 山梨醇脱氢酶的主要应用 6

1.3.1. 制备米格列醇 6

1.3.2. 制备维生素C前体 8

1.3.3. 其他应用 8

1.4. 本文的研究内容和目的 8

第二章 实验方法 10

2.1. 实验材料 10

2.1.1. 菌种来源 10

2.1.2. 菌种的二级培养培养基 10

2.1.3. 实验试剂 10

2.1.4. 实验仪器 11

2.2. 实验方法 11

2.2.1. 菌种二级培养 11

2.2.1.1. 种子培养 11

2.2.1.2. 发酵培养 11

2.2.2. 静息细胞的制备 11

2.2.3. 山梨糖的测定 12

2.2.4. 生物量的测定方法 12

2.2.5. 酶活的测定 13

第三章 实验结果与分析 14

3.1. 转化液pH对于酶活的影响 14

3.2. 转化温度对于酶活的影响 15

3.3. 金属离子对于酶活的影响 16

3.4. 山梨醇脱氢酶的储藏稳定性研究 18

3.5. 山梨醇脱氢酶的使用稳定性研究 19

3.5.1. 单批次转化实验 19

3.5.2. 多批次转化实验 21

3.6. 山梨醇脱氢酶的米氏反应动力学研究 22

展 望 24

参考文献 25

致谢 27

绪论

氧化葡萄糖酸杆菌简介

氧化葡萄糖酸杆菌（G.oxydans）是一种革兰氏阴性菌^[1]。它是一种好氧型微生物^[1]。是醋酸杆菌科中的一种^[2]。氧化葡萄糖酸杆菌的细胞膜当中有几种不同的酶，他们都能氧化多种不同的羟基成为特定的产物。

从氧化葡萄糖酸杆菌的细胞结构上面来看，与其他大多数细菌最大的不一样，就是在菌种的细胞膜上面，多了很多的脱氢酶，就比如本文中将要研究的山梨醇脱氢酶。在细胞膜上面，有很少一部分的酶，它们的底物专一性非常的厉害，其他酶都没有那么强的专一性，都能够氧化很多的底物成为其他产物。到现在，氧化葡萄糖酸杆菌细胞膜上面的很多酶，都已经被发现，进行了提纯，并且具体详细的研究了它们的性质、培养条件和酶反应速率等生理特性。

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