由Aspergillus welwitchiae SVUAw9在固态发酵条件下利用甘蔗渣废弃物生产、纯化并表征冷活性木聚糖酶

《Microbial Cell Factories》：Utilization of sugarcane bagasse waste by Aspergillus welwitchiae SVUAw9 for production, purification, and characterization of cold-active xylanase under solid-state fermentation conditions

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摘要

本研究从甘蔗渣中分离出了Aspergillus welwitschiae SVUAw9菌株，并通过其钙调蛋白（CaM）基因的测序进行了鉴定。该菌株展现出显著的冷活性木聚糖酶活性。在固态发酵条件下，该菌株可以利用多种农业工业废弃物作为底物来生产冷活性木聚糖酶。在pH 7、温度10°C、使用氯化铵作为氮源的条件下经过14天的发酵后，甘蔗渣是最有效的底物，产酶量为106.93?±?12.1 U/克干底物（gds）；其次是豆秸、玉米芯和枣椰树叶，分别产酶量为57.82?±?8.27 U/克干底物、57.75?±?7.44 U/克干底物和38.87?±?6.15 U/克干底物。相比之下，米糠的底物产酶量最低，仅为29.32?±?4.88 U/克干底物。利用Trilite MC 08和Sephacryl S-200柱对木聚糖酶进行纯化，纯化倍数达到75.87倍，得到一个约71 kDa的单一蛋白质条带。在pH 4.0、温度30°C时，酶的最大活性为156.46?±?12 U/mg。Co(NO?)?、MnSO?和NiSO?显著增强了酶的活性，使残余活性分别提高了152.94?±?11.54%、152.94?±?9.58%和134.12?±?7.66%，对应的比活性分别为239.3?±?18 U/mg、239.3?±?15 U/mg和209.84?±?12 U/mg。纯木聚糖酶的Km值为0.1?±?0.005 mg/mL，Vmax值为144.9?±?7.14 μmol/min。该纯化的木聚糖酶能够降解燕麦小麦木聚糖、玉米芯木聚糖、桦木木聚糖、玉米秸秆木聚糖、羧甲基纤维素（CMC）、山毛榉木木聚糖和微晶纤维素（MCC），相应的酶活分别为156?±?12 U/mg、108?±?7 U/mg、82?±?6 U/mg、79?±?5 U/mg、62?±?4 U/mg、22?±?1.5 U/mg和38?±?3 U/mg。