酸性蛋白酶菌株筛选及发酵条件优化

1.研究意义

酸性蛋白酶是一类最适pH值为2.5〜5.0的天冬氨酸蛋白酶，相对分子质量为30000 〜40000。酸性蛋白酶主要来源于动物的脏器和微生物分泌物,包括胃蛋白酶、凝乳酶和一些微生物蛋白酶。根据其产生菌的不同，微生物酸性蛋白酶可分为霉菌酸性蛋白酶、酵母菌酸性蛋白酶和担子菌酸性蛋白酶.根据作用方式可分为两类：一类是与胃蛋白酶相似，主要产酶微生物是曲霉、青霉和根霉等；另一类是与凝乳酶相似，主要产酶微生物是毛霉和栗疫霉等。 细菌中尚未发现产酸性蛋白酶的菌株.由于酸性蛋白酶具有较好的耐酸性，因此被广泛地应用于食品、医药、轻工、皮革工艺以及饲料加工工业中。

2.研究现状

2.1国外现状

国外关于酸性蛋白酶的生产研究从20世纪初就开始了。1908年，德国科学家从动物的胰脏中提取出胰蛋白酶，并将其用于皮革的鞣质。1911年美国科学家从木瓜中提取木瓜蛋白酶（在酸性，碱性和中性的条件下都能分解蛋白质的酶）并将木瓜蛋白酶用于除去啤酒中的蛋白质浑浊物。自1954年吉田首次发现黑曲霉可产生酸性蛋白酶以来，国内外对微生物发酵生产酸性蛋白酶进行了广泛的研究。19年外国科学家首次发现大孢子黑曲霉突变体能产生两种不同的酸性蛋白酶，即酸性蛋白酶和酸性蛋白酶。1965年又从血红色陀螺孔菌，中分离出了一种酸性蛋白酶，并对该酶进行了纯化和结晶。1968年从微小毛霉中筛选出了一种酸性蛋白酶，并对其进行了纯化和酶学性质分析。1995年外国科学家对烟曲霉酸性蛋白酶的基因进行了克隆和测序。2001年又从假丝酵母中筛选出了一种酸性蛋白酶菌株，并对该酶进行了核苷酸序列分析和功能分析。国外学者对曲霉酸性蛋白酶的结构和功能等己经研究的较为透彻。

2.2国内现状

与国外相比，我国对酸性蛋白酶的研究相对较晚些。1970年上海工业微生物研究所首先从黑曲霉中筛选出一株产酸性蛋白酶菌株，并和上海酒精厂协作进行中试生产，填补了我国酸性蛋白酶制剂的空白.近年来国内在酸性蛋白酶上的研究大都致力于选育产酶活力高、抗逆性好的菌种，并获得了一些很有应用前途的产酶菌株。目前用于酸性蛋白酶生产的高产菌株主要有黑曲霉、宇佐美曲霉和青霉及它们的突变株。李永泉等，对宇佐美曲霉所产的酸性蛋白酶进行了发酵过程动力学研究.戚淑威等对青霉产酸性蛋白酶的适宜条件和酶学性质进行了分析。谢必峰等，采用硫酸铵盐析法和离子交换层析法分离纯化了黑曲霉产酸性蛋白酶，并对其氨基酸组分进行了分析。2008年王云等，通过质谱指纹法对黑曲霉发酵液中所产蛋白进行了分析比对和鉴定酸性蛋白酶分子生物学方面的研究，国内仅仅集中于凝乳酶和胃蛋白酶方面，有关真菌酸性蛋白酶的分子生物学研究报道很少。

3.实验条件保障

学校实验室仪器设备齐全。学校实验室有高压蒸汽灭菌锅、干热灭菌锅、生物安全柜、超净工作台、15L 100L发酵罐等各类仪器设备及各类实验仪器，基本满足本实验所需条件。林元山老师所带领的队伍，对与发酵相关的项目已进行较长实验，取得阶段性进展。不断完善的设备工艺和摸索出的实践经验是项目顺利进行保证。有了学校完备的实验条件，有了资深导师的带领，有了我们学生严谨、认真、踏实的实验，这项具有科技探索性、创新性、开发性的综合研究项目一定可以成功。

4.主要参考文献

[1] 张美香等.微生物源酸性蛋白酶的研究进展[J].河南工业大学学报:自然科学版,第30卷第6期.

[2] 李永泉等.曲霉L336酸性蛋白酶发酵过程动力学研究[J].浙江大学学报:理学版2000(2):18-13.

[3] 戚淑威,黄遵锡.青霉P21007产酸性蛋白酶的条件和酶学性质[J].中国酿造,2006,8(2):23-29.

[4] 王彦荣,孟祥春.酸性蛋白酶生产与应用的研究[J].酿酒科技,2003,5(3):35-40.

[5] 沈玉洁,张明春等.高产酸性蛋白酶菌株的筛选及发酵条件的优化[J].食品发酵与科技,第46卷第6期. 

[6] R.E.布坎南,N.E.吉本斯等.伯杰氏细菌鉴定手册(第八版)[M].北京:科学出版社．

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johnsonii reveal extensive differences in chromosomeorganization and gene content [J]. Microbiology, 2004,

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[10] Christop H, Utz Reichard, Michel Monod.Secreted Aspartic Proteinase Family of Candi2da tropica lis [J].

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[11] 王云,曾沃坦,钱世凯.黑曲霉Aspergillusniger H菌株所产酸性蛋白酶的质谱法鉴定及酶学特性

[J].食品工业科技,2008,9(27):33-41.

工作进度安排：

起止日期                             主要工作内容

 2010.11.1～2010.11.5                    文献查阅，实验设计

2010.11.6～2011.2.28                     对材料进行筛选

 2011.2.31～2011.4.30                     发酵条件研究

2011.5.1～2011.5.15              整理数据，撰写论文，修改及答辩

                              组长签名：

                                                20    年   月   日

签名：

                 20   年   月   日

签名（公章）：

20   年   月   日