1、 产谷氨酰胺转氨酶菌株的分离、产谷氨酰胺转氨酶菌株的分离、初步鉴定初步鉴定 内容提要内容提要 项目的研究意义项目的研究意义 拟研究问题的国内外现状分析拟研究问题的国内外现状分析 研究目标研究目标 内容和方法内容和方法 预期预期研究成果研究成果及形式及形式 项目进度安排项目进度安排一、项目的研究意义一、项目的研究意义 谷氨酰胺转胺酶（Transglutaminase，EC2.3.2.13，简称 TGase或 TG）又称转谷氨酰胺酶，它是由 331 个氨基组成的具有活性中心的单体蛋白质酰基转移酶。TGase 在自然界分布非常广泛，在细菌、线虫、酵母、藻类、植物、无脊椎动物、鱼类、两栖动物以及人体内
2、中都发现了 TG酶。这表明该酶在生物进程中发挥了不可或缺的作用。TGase 的主要作用是在蛋白质之间架桥生成 2-（3- 谷氨酰基）赖氨酸异肽键，从而催化蛋白质或多肽分子间形成共价交联及蛋白质分子内谷氨酰胺基的水解，形成分子内和分子间的网状结构，进而改善蛋白质的结构和功能特性甚至带来新的功能，尤其是近几年 TGase 在工农业、食品、生物医药、纺织、化妆品等诸多领域应用都非常广泛.。一、项目的研究意义一、项目的研究意义 随着人们生活水平的日益提高，人们对各类食品营养价值的要求也逐渐增高，特别是蛋白质类食品，但是这类食品蛋白质由于本身的氨基酸组成不理想，缺乏适当的构象和结构，或是在食品加工过程中
3、造成损失，因此使得这些蛋白质在诸如溶解性、乳化性、发泡性、流化性等方面缺乏良好的功能性质，从而降低了它们的营养价值。对谷氨酞胺转胺酶的研究，其内容贴近实际工业生产,因此具有很强的应用性和指导性。一、项目的研究意义一、项目的研究意义 由于新疆特殊的地理位置和“三山夹两盆”的特殊地貌，形成了新疆特有的干旱、高温、盐碱、低温等丰富多样的自然生态环境，适应于这些自然生态环境，微生物在长期的进化过程中形成了丰富的微生物类群，具有巨大的研究和开发价值。从新疆不同的地域采集土样，着眼于新疆的微生物资源，寻找产谷氨酰胺转氨酶的菌株，挖掘新疆特有微生物资源，开发利用工业酶资源，具有重要的意义。二、拟研究问题的国
4、内外现状分析二、拟研究问题的国内外现状分析 研究或工业用的研究或工业用的TGTG的获取主的获取主要有三个途径：动植物组织要有三个途径：动植物组织提取法、转基因法、微生物提取法、转基因法、微生物发酵法。发酵法。 （1 1）动植物组织提取法，主）动植物组织提取法，主要是从动物的肝脏、体液、要是从动物的肝脏、体液、屠宰血液、毛囊、表皮等中屠宰血液、毛囊、表皮等中分离提取。一般都是从豚鼠分离提取。一般都是从豚鼠肝脏获得肝脏获得TGTG。但由于分离纯。但由于分离纯化复杂，且成本太高，因此化复杂，且成本太高，因此很难得到大规模应用。很难得到大规模应用。 （2 2）转基因法）转基因法 近年来，近年来，虽然虽
5、然在基因工在基因工程菌生产程菌生产TGaseTGase方面也取方面也取得了一些进展得了一些进展，但由于，但由于受到各国食品法规还有受到各国食品法规还有消费者的接受程度限制消费者的接受程度限制，用转基因法生产的，用转基因法生产的TGaseTGase也难在短时间内得也难在短时间内得到商业化应用到商业化应用。 (3)(3)微生物发酵法，该方法原料易得、作用底物广微生物发酵法，该方法原料易得、作用底物广泛，工业化生产成本低，且分离纯化过程简单。泛，工业化生产成本低，且分离纯化过程简单。19891989年年, ,日本研究人员日本研究人员AndoAndo等人首次在从土壤中分等人首次在从土壤中分离筛选出的离
6、筛选出的50005000株菌株中找到了能分泌产生株菌株中找到了能分泌产生TGTG酶酶的菌株的菌株Streptoverticillium S-8112Streptoverticillium S-8112。此后，研。此后，研究者不断分离到新的究者不断分离到新的TGaseTGase生产株菌生产株菌, ,包括拉达克包括拉达克轮丝菌轮丝菌Streptoverticillium ladakanumStreptoverticillium ladakanum 吸水链吸水链霉菌霉菌Streptomyces hygroscopicusStreptomyces hygroscopicus环状芽胞杆菌环状芽胞杆菌Ba
7、cillus circulansBacillus circulans, ,枯草芽胞杆菌枯草芽胞杆菌Bacillus Bacillus subtilissubtilis等等。三、研究目标三、研究目标 1、筛选出一株高产谷氨酰胺转氨酶菌株筛选出一株高产谷氨酰胺转氨酶菌株 2、对该菌株进行初步鉴定对该菌株进行初步鉴定 3、研究该菌株的发酵条件。研究该菌株的发酵条件。四、内容与方法四、内容与方法 1、土壤样品的采集、土壤样品的采集 选择蛋白含量较高的土壤和肥沃的土壤，选择蛋白含量较高的土壤和肥沃的土壤，如奶牛场，牛奶加工厂等地采集。如奶牛场，牛奶加工厂等地采集。四、内容与方法四、内容与方法 2、产谷氨
8、酰胺转氨酶的菌株的分离、纯化、产谷氨酰胺转氨酶的菌株的分离、纯化 通过蛋白质交联通过蛋白质交联-絮凝沉淀的方法筛选，絮凝沉淀的方法筛选，采用蛋白质交联采用蛋白质交联絮凝沉淀性能测定方法絮凝沉淀性能测定方法。再结合醋酸纤维素膜再结合醋酸纤维素膜+96孔板技术的方法筛孔板技术的方法筛选产谷氨酰转氨酶菌株。选产谷氨酰转氨酶菌株。四、内容与方法四、内容与方法3、菌株的鉴定、菌株的鉴定 通过菌株形态、生理生化特征以及通过菌株形态、生理生化特征以及16srDNA系统进化树关系，系统进化树关系，初步初步确定菌株的确定菌株的分类地位。分类地位。四、内容与方法四、内容与方法 4、发酵条件的优化、发酵条件的优化
9、（1）不同形式的钙离子对菌体生长及产酶）不同形式的钙离子对菌体生长及产酶影响（无影响（无Ca2+，CaCO3 ,无水无水CaSO4 ,无无水水CaCl2） （2）发酵培养基中不同碳源对酶活的影响）发酵培养基中不同碳源对酶活的影响(碳源：甘油、葡萄糖、可溶性淀粉、玉米碳源：甘油、葡萄糖、可溶性淀粉、玉米淀粉淀粉、蔗糖、糊精蔗糖、糊精) （3）甘油用量对菌体生长及酶活的影响甘油用量对菌体生长及酶活的影响 （不同浓度的甘油）（不同浓度的甘油）五、预期五、预期 研究成果及形式研究成果及形式 能够获得几株产谷氨酰胺转氨酶菌株；能够获得几株产谷氨酰胺转氨酶菌株； 通过优化发酵条件选育出通过优化发酵条件选育
10、出1株高产谷氨酰胺株高产谷氨酰胺转氨酶的菌株；转氨酶的菌株； 在核心期刊发表相关论文在核心期刊发表相关论文1篇。篇。六、项目进度安排六、项目进度安排 1.2015年年1-2月月 查阅相关文献资料，提出详细实验方案；查阅相关文献资料，提出详细实验方案； 2.2015年年3-5月月 分离纯化得到产谷氨酰胺转氨酶的菌株；分离纯化得到产谷氨酰胺转氨酶的菌株； 3.2015年年6-8月月 对菌株进行初步鉴定；对菌株进行初步鉴定； 4.2015年年9-10月月 优化发酵条件，选育出一株高产谷氨酰优化发酵条件，选育出一株高产谷氨酰胺转氨酶的菌株；胺转氨酶的菌株； 5.2015年年11-12月月 检查数据整理、处理与分析；补充实验；检查数据整理、处理与分析；补充实验；撰写论文，项目总结，参加结题答辩。撰写论文，项目总结，参加结题答辩。
