重组短小芽孢杆菌CotA漆酶的酶学性质及发酵优化研究

作者：许开忠; 王雅静; 马慧; 蔡宇杰; 廖祥儒; 管政兵^*

来源：食品与生物技术学报, 2020, 39(12): 28-34.

• 短小芽孢杆菌
• CotA漆酶
• BP神经网络
• 萤火虫算法
• 染料脱色

细菌漆酶具有良好的热稳定性和抗碱性环境能力,在工业废水处理和染料脱色方面具有很大的潜力。通过研究短小芽孢杆菌W3菌株的Cot A漆酶基因在大肠杆菌中重组表达的酶学性质,对其发酵培养基进行优化,以提高产量。利用分子手段实现Cot A漆酶基因在大肠杆菌中的重组表达,并利用BP神经网络建模和萤火虫算法寻优对Cot A漆酶发酵培养基进行优化,最后重组表达的Cot A漆酶进行染料脱色研究。结果表明,重组菌株表达的Cot A漆酶具有良好的热稳定性和耐碱能力,最适反应p H值为3.5,最适反应温度为80℃。重组Cot A漆酶对底物ABTS具有良好的亲和能力,Km为0.247 mmol/L,Kcat为41.32 s-1。在适宜条件下的重组Cot A漆酶的表达量为1 915.3 U/L,使用BP神经网络和萤火虫算法优化培养基获得最佳的发酵培养基配方为:蛋白胨1.16 g/d L、酵母粉0.428 g/d L、Na Cl 1.06 g/d L、Cu SO40.274 mol/L和甘油(体积分数)0.931%。优化过的培养基产Cot A漆酶酶活为3 088.68 U/L,相比未优化之前提高了61.26%。重组表达的Cot A漆酶对孔雀石绿和酸性蓝129脱色效果明显,达到90%脱色率。短小芽孢杆菌W3来源的Cot A漆酶具有良好的酶学性质和工业应用前景。利用BP神经网络偶联萤火虫算法寻优是Cot A漆酶发酵培养基优化的有效手段。

• 单位
  工业生物技术教育部重点实验室; 江南大学; 生物工程学院