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摘 要

右旋糖酐是一种高分子多糖化合物，广泛应用于医药、食品、化工等行业。目前工业常用的工业生产方法为微生物发酵法，但是发酵法存在能源消耗大，产品分子量难以控制，氯离子残留等问题。为了解决上述问题，开始寻找低能耗且能获得高品质右旋糖酐的制备工艺，利用酶工程技术生产右旋糖酐是目前研究较多的工艺手段。

本文介绍了右旋糖酐的性质及应用，详细介绍了右旋糖酐的微生物发酵、酶合成及其工艺控制、右旋糖酐的分离纯化。本文成功完成大肠杆菌BL21/pET28a-dsrS的重组，并且对酶催化反应中pH，温度，金属离子条件对右旋糖酐蔗糖酶活性影响做了相关条件优化实验。实验结果得到酶催化反应的最适反应pH=5，最适反应温度为30℃，金属离子中Ca² 对酶活性促进作用最强。

关键词：右旋糖酐 右旋糖酐蔗糖酶 条件优化

One-step enzymatic synthesis of micromolecular dextran

Abstract

Dextran is a kind of polymer polysaccharide compound, which is widely used in medicine, food, chemical industry and other industries. At present, the commonly used industrial production method is microbial fermentation, but the fermentation method has many problems, such as high energy consumption, difficult to control the molecular weight of the product, chlorine ion residue and so on. In order to solve the above problems, we began to look for the preparation process with low energy consumption and high quality of dextran. The production of dextran by enzyme engineering technology is a more studied process at present.

In this paper, the properties and application of dextran are introduced. The microbial fermentation, enzyme synthesis and process control, separation and purification of dextran are introduced in detail. In this paper, the recombination of E.coli BL21/pET28a-dsrS was successfully completed, and the effects of pH, temperature and metal ion conditions on the activity of dextransucrase were optimized. The results showed that the optimal pH of enzyme catalysis was 5, the optimal temperature was 30 ℃, and Ca² had the strongest effect on enzyme activity.

Keywords: Dextran; Dextransucrase; Condition optimization

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 前言 1

1.1.1 右旋糖酐 1

1.1.2 右旋糖酐的结构与性质 1

1.1.3 右旋糖酐的应用 1

1.2 右旋糖酐的合成工艺 3

1.2.1 发酵法 3

1.2.2 酶法合成右旋糖酐 4

1.3 右旋糖酐的分离与提取 5

1.4 本论文的研究目的与工作 6

第二章 实验 7

2.1 实验材料与仪器 7

2.1.1 菌株与质粒 7

2.1.2 实验试剂 7

2.1.3 实验仪器 8

2.1.5 培养基和培养方法 9

2.2 异源表达 10

2.2.1 感受态细胞制备 10

2.2.2 质粒的转化 10

2.2.3 质粒合成 10

2.2.4 蛋白质电泳 11

2.2.5 酶活的测定 11

2.2.6 反应体系 11

2.2.7 果糖标准曲线的测定 11

2.2.8 重组大肠杆菌产酶酶活的测定 11

2.3右旋糖酐的酶法合成 12

2.3.1 催化反应pH优化 12

2.3.2 催化反应温度优化 12

2.3.3 催化反应体系中不同离子对酶活的影响 12

2.3.4 产物多糖的分子量测定 12

第三章 结果与讨论 13

3.1 右旋糖酐蔗糖酶dsrS表达产物电泳结果 13

3.2 催化反应pH优化 13

3.3 催化反应温度优化 14

3.4 催化反应体系中不同离子条件对酶活的影响 15

3.5 产物多糖的分子量 15

第四章 结论与展望 17

4.1 结论 17

4.2 展望 17

参考文献 18

致谢 21

第一章 绪论

1.1 前言

1.1.1 右旋糖酐

右旋糖酐，别名葡聚糖，是一种多糖化合物，一般具有较高的分子量，它是葡萄糖单元经过脱水步骤以后形成的。右旋糖酐在微生物及其粘液中均有存在。

1.1.2 右旋糖酐的结构与性质

右旋糖酐的结构主要形式是以D-吡喃式葡萄糖通过α-1,6键首尾脱水缩合连接的，但是也存在支链点以其他方式连接的结构。右旋糖酐外观呈现为白色的粉末状固体，其本身没有毒性，没有气味，易溶于水，水溶液呈现无色或者泛乳白色光，不溶于CH₃OH，C₂H₅OH，(C₂H₅)₂O和CH₃COCH₃，呈透明状，粘度较高，右旋糖酐可以在常温下稳定存在，但是当遇到强酸或者被加热的情况下会被分解^[1]。

1.1.3 右旋糖酐的应用

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