基因工程植酸酶发酵工艺研究文献综述
2020-04-13 17:14:32
1.植酸酶性质及研究状况 植酸酶属于磷酸单酯水解酶,是一类特殊的酸性磷酸酶,它能水解植酸和一些有机磷化合物。
植酸酶来源广泛,包括植物、动物和微生物,尤以微生物来源的植酸酶最为广泛,但自然界微生物中植酸酶的含量很低,远低于工业生产需要,同时饲料用酶加工需要经过一个高温(75~93 ℃)制粒过程,一般的植酸酶活性在此高温下大幅度地不可逆丧失;另一方面,植酸酶的作用部位是动物胃肠道,动物胃肠道的温度一般是37 ℃,pH为2.5~7.0,所以商品化的植酸酶又必须在37 ℃左右和pH为2.5~7.0时具有良好的活性,因此很多植酸酶只能满足一方面的需求[1-3]。
国内对植酸酶的研究已有30多年的历史,但由于天然来源的植酸酶提取困难、分泌量太低、成本太高,难以满足生产的需要,由此构建基因工程菌,获得高效表达植酸酶的菌株,成为解决这一问题的途径[4-5]。
通过基因工程、蛋白质工程等方法不但可提高植酸酶的产量,降低生产和应用成本,而且还可优化植酸酶某些理化性质,使其具有广谱pH耐受性、良好的热稳定性、蛋白酶耐受性等[6]。
利用微生物发酵技术生产植酸酶,是获得大量稳定高效植酸酶的主要途径。
微生物发酵植酸酶需要对其发酵条件优化。
发酵条件包括培养基成分、温度、pH值、溶氧、甲醇的流加及其他发酵工艺的控制。
培养基主要对生物量和诱导表达有影响。
在培养基中添加特殊的营养物质(如添加限制氨基酸;表达含有金属的酶时,在培养基中添加金属元素),能提高一些特殊蛋白的表达水平。
充足的通气量对于诱导阶段外源蛋白的表达极其重要,应该保持高通气量。