文档介绍：广东药学院
硕士学位论文
产冷活性β-半乳糖苷酶低温菌株的筛选及产酶条件的优化
姓名:张博
申请学位级别:硕士
专业:病原生物学
指导教师:李荷
2011-05
摘要
张博(病原生物学)
指导教师:李荷(副教授)
乳糖酶,即β-半乳糖苷酶能将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖,并具有半乳糖苷转移
作用,主要用于低乳糖乳制品的生产,用以解决乳糖不耐症。随着科学技术的迅猛发
展,乳糖酶不仅在食品工业中有着广泛的用途,而且在环境、医药、分析等领域中也
扮演着越来越重要的角色。但目前工业上所用的乳糖酶最适反应温度大多较高,从而
提高了成本、也耗费了过多的能源。因此,寻找一种在较低温度下具有高酶活的乳糖
酶,对于降低成本,节约能源具有重要的应用价值。
本文通过含 X-gal 的筛选板在中国东北部油田附近土壤中分离出了一株产冷活性
β-半乳糖苷酶的菌株,经过形态学和 16S rDNA 比对,初步鉴定为变形斑沙雷氏菌属
(Serratia proteamaculans sp.),命名为 Serratia proteamaculans 。该菌株在温度
(4℃-35℃),pH 值(-),NaCl 浓度(%-3%)范围内生长活跃。最适生长温
度为 25℃,最佳生长 pH 是 ,最适生长的 NaCl 浓度为 1%。该菌株 L3 产生的β-
半乳糖苷酶为胞外酶,对粗酶液的酶活性及耐受性的研究发现,酶的最适反应温度为
22℃,最适反应 pH 为 ,这与菌株的最适生长条件基本一致。
除此之外,本文还利用表面响应分析法进行了产酶条件的优化,结合单因子实验,
我们得到了理论上对菌株 L3 产酶最有利的培养条件:葡萄糖 ;酵母粉 ;
(NH4)2SO4 ;K2HPO4 ;MgSO4 ;NaCl ;pH ;
温度 25℃。通过实验验证,在该条件下菌株 L3 产β-半乳糖苷酶的能力比优化前提高
了倍,这为以后该菌在工业生产中的应用打下了良好的基础。
本文还通过去除 pUC19 的 LacZ 序列获得了质粒 p△LacZ 作为克隆载体,为构建
菌株 L3 的基因组文库作了良好的铺垫。

关键词:β-半乳糖苷酶;低温菌;响应面法;基因克隆

I
Screening of psychrotolerant bacterium producing cold-active
β-galactosidase and optimization for producing conditions of
β-galactosidase
Zhang Bo(Pathogenic Biology)
Supervisor:Li He(Associate Professor)
Abstract
Lactase, namely β-galactosidase which hydrolyzes the lactose to glucose and galactose
can be used for the production of low-lactose dairy products to treat the "lactose
intolerance". Following the fast development of science and technology, the role which
lactase plays in the fields of environment, medicine, analyzing and so on is more and more
important, in addition to its wide use in food industry. But the lactases that we usually use
in dairy industry at present always have high optimal reaction temperatures, which raises
cost and wastes energy. Therefore, it’s necessary for us to obtain a β-galactosidase with
cold-activity, in order to reduce the cost and save energy.
A psychrotolerant strain L