1、OUTLINE摘要简介研究材料与方法结果与讨论结论2.H2O2 促进胞外过氧化氢酶合成考虑到微生物细胞合成CAT 的生理机制是抵御活性氧的伤害,为了进一步促进CAT 的生成,将对数生长后期(12 h)的Bacillus sp.WSHDZ-01 细胞置于不同浓度H2O2(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%(V/V)胁迫下,以研究培养体系中H2O2 胁迫对细胞生长和过氧化氢酶合成的影响,结果如图6 所示。由上图可知过氧化氢酶酶活和单位细胞产酶的能力均随着H2O2 胁迫浓度(00.3%,V/V)的增加而不断提高,而细胞浓度则呈下降趋势(图6A)。添加0.3%(V/V)H2O2使总酶活提
2、高到9254 U/mL(图6A),较对照组(未添加H2O2)提高了43.5%。继续增加H2O2 浓度则导致总酶活不断下降。另一方面,H2O2 胁迫起始时间同样影响细胞合成过氧化氢酶的能力(图6B):1)0h H2O2 胁迫明显抑制细胞生长和产酶能力(数据未列出);2)对数生长后期(12 h)后,随着H2O2 胁迫时间的延迟,过氧化氢酶总酶活逐渐下降;3)H2O2 胁迫的最佳时间为12 h;4)与乙醇类似,持续低剂量的H2O2 胁迫能有效地提高过氧化氢酶酶活。如前所述,H2O2 胁迫显著提高过氧化氢酶酶活,其可能机理在于添加过氧化氢是否促进了过氧化氢酶向胞外分泌的能力呢？为此,作者分析了添加H2
3、O2 2080 min 后胞内外过氧化氢酶酶活的变化,如图7 所示。与乙醇胁迫比较,添加过氧化氢后胞内过氧化氢酶的积累与对照组相比没有明显提高(图7A),而胞外酶活则明显地提高,且随着胁迫时间的延长而不断增加(图7B),H2O2 胁迫80 min 后,胞外酶活达到2500 U/mL,比20、40、60 min 分别提高了92%、25%和8.7%。这一结果表明,在H2O2胁迫下,Bacillus sp.WSHDZ-01 在胞内合成大量过氧化氢酶并能有效的将其分泌到胞外,从而促进了过氧化氢酶总酶活的提高。2.4 内外源胁迫促进过氧化氢酶积累基于持续乙醇胁迫促使Bacillus sp.WSHDZ-0
4、1在胞内过量合成过氧化氢酶,而连续H2O2 胁迫则使胞内过氧化氢酶快速高效地分泌到胞外。那么能否在促使细胞大量合成胞内过氧化氢酶的同时采用H2O2 胁迫促使酶分泌到胞外,从而实现过氧化氢酶的高效生产？以不添加乙醇和H2O2(a);乙醇胁迫(b);H2O2 胁迫(c)为对照,研究了Bacillus sp.WSHDZ-01 在持续乙醇和H2O2 胁迫下过量合成过氧化氢酶(3 L 发酵罐)的过程,结果如下图8 所示。发现混合添加胁迫物时:1)1)发酵10 h 后胞内酶活迅速提高,在28 h 达到最大值11 000 U/mL,而在H2O2 的胁迫下胞内酶活虽达10 480 U/mL,但发酵周期延长了2
5、0 h,生产强度大幅降低;2)2)促使胞内过氧化氢酶高效分泌到胞外,胞外酶占总酶活比例达到82.5%,比对照a、b、c分别提高了59%、16.5%、31%。乙醇连续胁迫下胞外酶活占总酶活的比例最低,胞外酶活达到最高值的时间延长至50 h;3)3)发酵进行到34 h 时过氧化氢酶开始快速向胞外分泌,44 h 时胞外酶活占总酶活的80%;4)4)发酵周期为42 h,比对照a 延长了6 h,比对照b 和c 分别缩短了8h和6h;5)5)过氧化氢酶生产强度达到470 U/(mLh),比不添加胁迫物的情况提高了18.6%。结论结论采用活性氧胁迫Bacillus sp.WSHDZ-01 过量合成过氧化氢酶发现,在培养体系添加2.0%(V/V)乙醇能有效地促进胞内过氧化氢酶的合成,而添加0.3%(V/V)H2O2 则使过氧化氢酶向胞外分泌。Bacillus sp.WSHDZ-01 在同时受乙醇和H2O2持续胁迫时,胞外酶比例(82.5%)和生产强度470 U/(mLh)均达到最大,发酵周期缩短为42 h。实现了过氧化氢酶的高酶活(28 990 U/mL)和高生产强度470 U/(mLh)的统一,为过氧化氢酶的工业化生产奠定了基础。THANK YOU!16 结束语结束语
