海洋生物酶及其应用省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

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海洋生物代谢过程中酶类在性质、 功效上与陆地生有很多不一样，所以从海洋生物中筛选提取有应用价值酶类，就成为海洋生物资源开发一个主要方面。而海洋生物尤其是海洋微生物是一类种类繁多可再生遗传基因库，是获取新型酶主要资源。海洋酶研究在世界范围内发展快速，自20世纪80年代，国内外相继报道发觉一些来自海洋极端酶（微生物酶）可应用于开发新型工业用酶，然而因为海洋产酶微生物资源样品采集和开发技术难度及风险性，长久以来，该领域研究与发展迟缓，产业化进程受限。但近些年来，借助于海洋生物高新技术伎俩，海洋酶研究得到了快速发展,当前成为各国优先发展新领域。现已发觉海洋微生物酶包含：蛋白酶、多糖酶、溶菌酶、 脂肪酶、木聚糖酶、环糊精酶、纤维素酶、甘露聚糖酶、果胶裂解酶、氨单价氧化酶、唾液酸酶、氢化酶、谷氨酰胺酶、葡萄糖脱氢酶、甲基化酶,脂酶和DNA聚合酶等。
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以下就一些与工业应用广泛海洋生物酶研究和开发做一简单介绍。 （protease;proteinase）  蛋白水解酶(proteolytic enzyme) 是催化蛋白质中肽键水解酶。它广泛应用在皮革、毛皮、丝绸、医药、食品、酿造等方面。皮革工业脱毛和软化已大量利用蛋白酶，既节约时间，又改进劳动卫生条件。蛋白酶还可用于蚕丝脱胶、肉类嫩化、酒类澄清。临床上可作药用，如用胃蛋白酶治疗消化不良，用酸性蛋白酶治疗支气管炎，用弹性蛋白酶治疗脉管炎以及用胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶对外科化脓性创口净化及胸腔间浆膜粘连治疗。加酶洗衣粉是洗涤剂中新产品，含碱性蛋白酶，能去除衣物上血渍和蛋白污物等
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20世纪20年代初，Nobou Kato 在农业生化杂志上发表一篇关于从海洋嗜冷杆菌取得一个新型海洋碱性蛋白酶文章，引发学术界和酶制剂企业高度重视,迄今为止研究开发海洋生物蛋白酶产品已经有几十个，并有多个申请了国际专利。
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日本开发一个碱性蛋白酶是从海洋共生菌发酵提取，酶MW 为31kD,作用pH5-11，最适pH为10，最适温度20℃。用于洗衣粉添加剂。美国从海洋船蛆共生菌（ATCC39867）发酵生产一个新型碱性蛋白酶,、,作用pH4-12、最适温度50℃。可在复杂试剂中保持稳定性，并有抗氧化功效。已应用于洗衣粉和镜头清洁剂。
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挪威将海洋微生物蛋白酶用于鱼类加工以生产蛋白胨和用于鱿鱼脱皮，中科院微生物所邱锈宝报道筛选到一个海洋中性蛋白酶，该酶最适作用温度为50℃， 最 。 我们试验室在-年共分离出6株产中温蛋白酶菌株，并对其活性较高两株进行了16SRNA判定，皆为弧菌属。 对一株产碱性蛋白酶海洋弧菌（Vibrio ）发酵条件进行了单原因和正交试验，找到了最正确发酵条件，并对该酶性质做了初步研究。
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 海洋生物尤其是地球南极和北极海洋生物，因为长久生活在低温环境中，适应这种极端环境而产生海洋酶大多数含有低温催化和对热不稳定特征，其活性最适温度移向低温和在低温下，如4℃ 甚至0℃ 仍保持高百分比活性， 据此被称为低温（适冷）酶 。适冷酶大部分含有以下酶学特征：①在低温下含有较高催化效率。这是适冷酶基本特征，当前报道适冷酶均含有此特征。与同类中温酶相比，适冷酶在低温下酶活性要高出数倍甚至十几倍。②含有较低最适催化温度。因为适冷酶对热敏感，其最适催化温度普通都比同类中温酶和高温酶显著低。③含有较高热敏感性。适冷酶只能在相对低温度下保持高催化效率，温度稍高即很快失活，表现出很高热敏感性。适冷酶热变性温度均比同类中温酶低15～20℃ 。
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我学生徐国英在海洋所试验室保留极地微生物资源库中经过酪蛋白平板法筛选到106株在低温条件（4℃）下含有蛋白酶活性菌株，其中8株低温条件下蛋白酶酶活较高极地菌分别属于假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas）、科尔韦尔氏菌属（Colwellia）、希瓦氏菌属（Shewanella）、嗜冷杆菌属（Psychrobacter）。对低温蛋白酶活性较高菌株Pseudoalteromonas sp. QI-1进行研究表明，菌株QI-1最适生长和产酶温度均为5℃；最正确接种浓度为1%；发酵培养基最适初始pH值和装样量最适值分别为pH ~pH 和10%；20‰NaCl对菌体生长和产酶最有利。
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中国水产科学研究院黄海水产研究所发觉了黄杆菌属一个新种和一个含有我国自主知识产权新型低温碱性蛋白酶，并取得利用海洋微生物开发低温蛋白酶授权创造专利，进而在此基础上开发出三项可应用于日化、轻纺工业等领域系列产品，说明了利用海洋微生物代谢产物开发海洋低温生物酶可行性；并完成了中试及中试产品推广应用，为产业化奠定了基础。 在海洋其它生物类群中也存有低温蛋白酶，如从海洋鱼类内脏中提取胃蛋白酶、胰蛋白酶活性较高且耐低温，可广泛地应用于水产品加工。最近报道从南极磷虾头中提取到一个耐低温蛋白酶。
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（Polysaccharides hydrolases）  海洋多糖水解酶主要包含淀粉酶、甲壳质酶、琼胶酶、褐藻酸酶、卡拉胶酶等。酶起源主要包含两类生物：一类是海洋动物，主要是无脊椎动物如紫贻贝、日本鲟、滨螺、石鳖、鲍、海兔等；另一类是海洋微生物，如产气单胞菌、假单胞菌、交替单胞菌、弧菌等。
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