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氨基甲酸乙酯水解酶可溶性表达及其酶学性质研究
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作者 刘凤松 李亚杰 +2 位作者 李亚贤 龙梦飞 陆智 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期59-66,共8页
氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)是一种主要存在于发酵食品和酒精饮料中对人体有潜在致癌性的有害物质,EC水解酶能够有效地消减EC,但其存在异源表达量较低、乙醇耐受性较差等问题。该研究结合计算机辅助改造与基于机器学习的融合标签... 氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)是一种主要存在于发酵食品和酒精饮料中对人体有潜在致癌性的有害物质,EC水解酶能够有效地消减EC,但其存在异源表达量较低、乙醇耐受性较差等问题。该研究结合计算机辅助改造与基于机器学习的融合标签设计等手段对赖氨酸芽孢杆菌来源的EC水解酶进行改造及优化。首先利用PROSS计算程序改造EC水解酶提高其乙醇耐受性,其次基于支持向量机回归的机器学习模型设计促溶标签提高其可溶性表达。基于PROSS筛选获得了组合突变体S21E/H197Y/Q328C/P348I(EC4),其酶活力相较于野生型提高了1.55倍,20%(体积分数)乙醇条件下的相对酶活力较野生型提高了约2.56倍。进一步筛选了合适的短促溶标签获得可溶性表达提高最多的是SVM1-EC4,其酶活力约为野生型的1.82倍,15%(体积分数)乙醇下的相对酶活力是野生型的3.99倍,且在模拟酒样中水解EC效果是野生型的2.07倍。总之,计算与融合标签相结合对EC水解酶进行改造能够有效地提高其可溶性表达及乙醇耐受性,为其工业应用提供了一定的理论依据和技术基础。 展开更多
关键词 氨基甲酸乙酯水解酶 可溶性表达 乙醇耐受性 融合标签 PROSS计算 机器学习
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氨基甲酸乙酯水解酶的分离纯化及酶学性质 被引量:14
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作者 李京京 方芳 +3 位作者 张继冉 刘龙 堵国成 陈坚 《食品与生物技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1239-1245,共7页
氨基甲酸乙酯是发酵食品生产过程中的副产物,具有致癌性和遗传毒性,影响食品安全.酶法降解氨基甲酸乙酯是一种高效安全的去毒方法.从小鼠肠道筛选得到一株具有降解氨基甲酸乙酯活性的赖氨酸芽孢杆菌.通过对其细胞破碎上清液进行硫酸铵... 氨基甲酸乙酯是发酵食品生产过程中的副产物,具有致癌性和遗传毒性,影响食品安全.酶法降解氨基甲酸乙酯是一种高效安全的去毒方法.从小鼠肠道筛选得到一株具有降解氨基甲酸乙酯活性的赖氨酸芽孢杆菌.通过对其细胞破碎上清液进行硫酸铵沉淀、离子交换层析、疏水层析和凝胶层析分离纯化,得到了氨基甲酸乙酯水解酶纯酶.SDS-PAGE电泳图显示,该酶亚基分子量约为50 kDa.该酶最适反应温度为35℃,最适pH值为7.0,在10~45℃时,具有良好的热稳定性.以氨基甲酸乙酯为底物反应,其Km和Kcat分别为37.2 mmol/L和1 176.4 s-1.金属离子显著抑制酶活力,而EDTA对酶活力无影响,表明此酶为非金属酶.此外,该酶对低浓度的NaC1和乙醇有一定的耐受性,具有在酱油和黄酒中去除氨基甲酸乙酯的应用潜力. 展开更多
关键词 赖氨酸芽孢杆菌 氨基甲酸乙酯 氨基甲酸乙酯水解酶 分离纯化 酶学性质
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赖氨酸芽孢杆菌产氨基甲酸乙酯水解酶的发酵条件优化 被引量:8
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作者 王伟高 陈坚 周景文 《食品与生物技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期259-265,共7页
氨基甲酸乙酯是发酵酒精饮料及发酵食品中一种广泛存在的致癌物,酶法降解是解决氨基甲酸乙酯污染的重要途径之一。作者以一株来源于小鼠胃部具有水解氨基甲酸乙酯活性的菌株Lysinibacillus fusiformis SC02为出发菌株,通过摇瓶水平单因... 氨基甲酸乙酯是发酵酒精饮料及发酵食品中一种广泛存在的致癌物,酶法降解是解决氨基甲酸乙酯污染的重要途径之一。作者以一株来源于小鼠胃部具有水解氨基甲酸乙酯活性的菌株Lysinibacillus fusiformis SC02为出发菌株,通过摇瓶水平单因素实验对其产酶条件进行了优化。优化后的培养基组成为:半乳糖25 g/L,大豆蛋白胨20 g/L,尿素4 g/L,硫酸铜0.02 g/L,pH6.0。最佳产酶的发酵条件为:发酵温度37℃,接种体积分数3%,装液量20 m L/250 m L。在上述优化的培养基和培养条件下,产酶水平由900 U/L提高到4 500 U/L,提高了350%。在3 L发酵罐水平上初步探究了不同搅拌转速对菌株产酶的影响。当搅拌转速达到800 r/min,菌株最高酶活水平由4 500 U/L提高到7 066 U/L,提高了57%。 展开更多
关键词 氨基甲酸乙酯水解酶 发酵条件优化 芽孢杆菌 发酵食品
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氨基甲酸乙酯水解酶异源表达及酶学性质分析 被引量:1
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作者 高孝 高洁 +3 位作者 刘晓宇 王中选 刘庆涛 桑亚新 《食品研究与开发》 CAS 北大核心 2022年第10期195-201,共7页
将合成的来源于长孢洛德酵母菌(Lodderomyces elongisporus)属的氨基甲酸乙酯水解酶基因在大肠杆菌中实现异源表达,并进行纯化及其酶学性质研究。摇床培养后酶的比活力为4.52 U/mg,经过镍离子亲和层析柱纯化至显示单一条带后酶的比活力... 将合成的来源于长孢洛德酵母菌(Lodderomyces elongisporus)属的氨基甲酸乙酯水解酶基因在大肠杆菌中实现异源表达,并进行纯化及其酶学性质研究。摇床培养后酶的比活力为4.52 U/mg,经过镍离子亲和层析柱纯化至显示单一条带后酶的比活力为9.86 U/mg。酶学性质研究表明,氨基甲酸乙酯水解酶的最适反应温度为30℃;最适pH值为7.0;金属离子Mg^(2+)对该水解酶的酶活有微弱的促进作用,而Cu^(2+)以及Fe^(3+)对酶的活性有强烈的抑制作用;对低含量的乙醇溶液与NaCl溶液有一定的耐受性;并且该水解酶可以对不同底物的酰胺类化合物进行有效降解,以氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)为底物进行反应时测得水解酶的动力学参数K_(m)值为6.64 mmol/L,最大反应速率V_(max)值为8.24μmol/min。 展开更多
关键词 氨基甲酸乙酯 氨基甲酸乙酯水解酶 异源表达 酶学性质 长孢洛德酵母菌
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假丝酵母氨基甲酸乙酯水解酶的分子克隆及酶学性质 被引量:2
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作者 张献 冯治平 +2 位作者 张耀 张雪怡 杨丽娟 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期56-62,共7页
氨基甲酸乙酯是存在于发酵食品中的一种潜在致癌物。生物酶法可有效降解氨基甲酸乙酯。该研究从假丝酵母CCTCC AY 2017001基因组中克隆了氨基甲酸乙酯水解酶基因cpUH,并实现了其在Escherichia coli中的高效表达。实验结果表明,cpUH基因... 氨基甲酸乙酯是存在于发酵食品中的一种潜在致癌物。生物酶法可有效降解氨基甲酸乙酯。该研究从假丝酵母CCTCC AY 2017001基因组中克隆了氨基甲酸乙酯水解酶基因cpUH,并实现了其在Escherichia coli中的高效表达。实验结果表明,cpUH基因大小为1656 bp,编码552个氨基酸;重组蛋白大小约为60 kDa,纯化后比酶活力为3.10 U/mg;cpUH的最适反应温度和pH分别为40℃和7.5,其在25~30℃和pH 6.0~9.0均有较好的稳定性;金属离子Cu^(2+)、Zn^(2+)明显抑制酶活力,其余Fe^(3+)、Mn^(2+)、Ca^(2+)、Co^(2+)、Mg^(2+)都对酶活力有抑制作用,而EDTA对酶活力无影响;此外,以氨基甲酸乙酯为底物时,其K_(m)和V_(max)值分别为6.01 mmol/L和3.34μmol/min,且cpUH对乙醇具有一定的耐受性,有望应用到酒饮料生产中。 展开更多
关键词 假丝酵母 氨基甲酸乙酯 氨基甲酸乙酯水解酶 异源表达 酶学性质
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降解氨基甲酸乙酯的酯酶挖掘及酶学性质表征
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作者 刘庆涛 朱司宝 +5 位作者 王天文 李闯 钱森和 张温清 程凡 田淑芳 《食品科学》 EI CAS 北大核心 2025年第2期99-107,共9页
本研究在NCBI数据库中挖掘出4个在pH 4.5及7.0条件下均具有氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)降解能力的酯酶(ES1、ES5、ES8和ES9),实现它们在大肠杆菌中的可溶性表达,并对其进行纯化及酶学性质表征。结果表明,ES1、ES5、ES8和ES9最适... 本研究在NCBI数据库中挖掘出4个在pH 4.5及7.0条件下均具有氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)降解能力的酯酶(ES1、ES5、ES8和ES9),实现它们在大肠杆菌中的可溶性表达,并对其进行纯化及酶学性质表征。结果表明,ES1、ES5、ES8和ES9最适温度分别为70、70、55℃及55℃,ES1、ES5、ES9最适pH值呈碱性,ES8呈中性;4种酶在温度高于45℃或pH值低于5.0条件下稳定性显著降低;4种酶的活性受到Fe^(3+)、Co^(2+)、Cu^(2+)的强烈抑制;4种酶在体积分数10%乙醇存在条件下,可分别保持50.48%、48.44%、42.60%及33.59%的酶活力。4种酶在质量分数为5%NaCl条件下,可分别保持24.09%、20.41%、16.11%及10.73%的酶活力。4种酶在pH 4.5条件下对EC的米氏常数(Km)值分别为210.7、213.8、256.2 mmol/L及127.2 mmol/L,催化常数(kcat)/米氏常数(Km)值分别为214.31、203.20、161.46 L/(mol·s)及257.43 L/(mol·s)。结构分析推测,ES9底物通道入口较窄,可能影响EC的进入,从而影响ES9对EC的最大反应速率;而ES9具有相对较高的EC亲和力,可能归因于ES9与EC之间较强的氢键作用力。本研究获得了具有良好乙醇耐受性及EC水解性能的酯酶,丰富了EC水解酶酶库,为未来控制低酒精度的传统发酵食品中EC含量提供了新方法。 展开更多
关键词 氨基甲酸乙酯 氨基甲酸乙酯水解酶 酯酶 传统发酵食品 食品安全
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酶法降解氨基甲酸乙酯及其在白酒中的应用研究进展 被引量:3
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作者 梁鑫 张成楠 李秀婷 《中国酿造》 CAS 北大核心 2023年第7期1-6,共6页
白酒的酿造过程会产生氨基甲酸乙酯(EC),这种致癌物的存在严重影响其食品安全性,如何有效消减白酒中的EC成为了研究热点。酸性脲酶及EC水解酶可降解EC及前体物尿素,具有直接、高效的特点,因此酶法降解成为控制白酒EC含量的最有效方法之... 白酒的酿造过程会产生氨基甲酸乙酯(EC),这种致癌物的存在严重影响其食品安全性,如何有效消减白酒中的EC成为了研究热点。酸性脲酶及EC水解酶可降解EC及前体物尿素,具有直接、高效的特点,因此酶法降解成为控制白酒EC含量的最有效方法之一。该研究从酸性脲酶和EC水解酶研究现状、白酒的EC现状分析、白酒中EC的形成机制及酶法降解消减EC在白酒中的应用等方面进行综述,同时,对酸性脲酶和EC水解酶酶产量低、需镍离子(Ni^(2+))作为辅助因子而带来的食品安全问题,提出通过异源表达、底物特异性改造EC水解酶和酸性脲酶等策略以提高酶产量及催化效率,为提高白酒安全性提供重要的理论和实践参考。 展开更多
关键词 白酒 氨基甲酸乙酯 酸性脲酶 氨基甲酸乙酯水解酶
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氨基甲酸乙酯降解菌株的筛选鉴定与发酵产酶优化 被引量:2
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作者 杨攀平 丁炎 +5 位作者 仲梦园 李锐 吕璨 徐江南 孙恬晋 卢河东 《中国调味品》 CAS 北大核心 2022年第4期82-87,共6页
该实验旨在从酒曲中分离一株降解氨基甲酸乙酯的功能菌株并对其产酶条件进行优化。通过生理生化鉴定和16S rDNA序列分析确定该菌株为解淀粉芽孢杆菌。通过单因素实验结合正交实验对该菌株进行产酶条件探索,最适产酶条件为:蔗糖25 g/L,... 该实验旨在从酒曲中分离一株降解氨基甲酸乙酯的功能菌株并对其产酶条件进行优化。通过生理生化鉴定和16S rDNA序列分析确定该菌株为解淀粉芽孢杆菌。通过单因素实验结合正交实验对该菌株进行产酶条件探索,最适产酶条件为:蔗糖25 g/L,蛋白胨12.5 g/L,硫酸镁0.075 g/L,氯化钠5 g/L,pH 6.0,温度33℃,接种量3%,转速180 r/min,其最佳酶活性为4477 U/L,是优化前的5.45倍。该研究为生物法降解氨基甲酸乙酯提供了新的功能菌株,并在酿造类调味品和发酵饮品的生产中。 展开更多
关键词 氨基甲酸乙酯水解酶 解淀粉芽孢杆菌 调味品 发酵条件优化 食品安全
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