CN116064456A - 一种低聚糖脱支酶突变体及其在葡萄糖母液中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低聚糖脱支酶突变体及其在葡萄糖母液中的应用,该低聚糖脱支酶突变体由SEQ ID NO.1所示氨基酸序列的第219位缬氨酸突变为丙氨酸得到。本发明的低聚糖脱支酶突变体V219A,以一次母液、二次母液、色谱分离尾液为底物,产物中葡萄糖的百分含量分别为99.21%(一次母液)、98.89%(二次母液)及97.97%(色谱分离尾液),比野生型低聚糖脱支酶产物中葡萄糖的百分含量增加2.86%、8.64%、28.67%。可见突变体V219A显著提高了葡萄糖母液中葡萄糖的百分含量,高产物纯度及底物转化率可以扩大母液利用范围,使其更具有工业应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种低聚糖脱支酶突变体及其在葡萄糖母液中的应用,属于酶工程技术领域。
背景技术
葡萄糖(glucose),有机化合物,分子式C6H12O6,是自然界分布最广且最为重要的一种单糖,葡萄糖为无色晶体,有甜味但甜味不如蔗糖,葡萄糖很容易被吸收进入血液中,葡萄糖是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质。因此医院人员、运动爱好者以及平常人们常常使用它当作强而有力的快速能量补充。医学上,葡萄糖能加强记忆,刺激钙质吸收和增加细胞间的沟通。发酵工业上微生物的生长需要合适的碳氮比,葡萄糖作为微生物的碳源,是发酵培养基的主料。食品工业上葡萄糖经异构酶处理后可制造果糖,尤其是含果糖42%的果葡糖浆,其甜度同蔗糖,已成为当前制糖工业的重要产品。葡萄糖在工业上的应用也很广,在印染制革工业中作还原剂,在制镜工业和热水瓶胆镀银工艺中常用葡萄糖作还原剂。工业也可异构化为甘露糖(生产甘露糖醇原料),山梨醇可进一步生成维生素C,被广泛应用于临床治疗,而且甘露醇15%在临床作为一种安全有效的降低颅内压药物,来治疗脑水肿和青光眼。
葡萄糖的工业生产,主要以淀粉为原料,采用酸法、酸酶法或双酶法,再经脱色、离交、浓缩、结晶、分离、干燥后制得。在结晶葡萄糖生产工艺中,葡萄糖通常使用降温结晶,从晶浆中通过离心分离出晶体后的剩余部分称为结晶葡萄糖母液。每100万吨结晶葡萄糖大约产生20万吨葡萄糖母液。一次分离产生产中纯度糖蜜按照一定的比例进行回配,有的企业采用母液单独一次、二次结晶,从而产生二次母液、三次母液。葡萄糖母液一般干物质DS值约55%,其中含葡萄糖约78%,二糖约13%,三糖及以上约10%,组分里面除了葡萄糖占多数,还有大量的异麦芽低聚糖组分。在结晶的过程中,会产生大量的母液难以形成规格化产品,主要以外卖为主。由于外卖量较大,价格偏低,影响了结晶糖的效益。尤其是在母液销售淡季,母液库存压力加大,从一定程度上影响了公司以玉米深加工为主的循环经济产业链的健康发展。就母液来说,目前除了直接低价外卖,还可以通过其它的渠道来处理母液,提高母液的利用价值,是保证玉米深加工为主的循环经济产业链健康发展亟待解决的问题。
由于葡萄糖的母液中仍有很多分子量较小的直链麦芽低聚糖和异麦芽低聚糖,采用能催化短链底物且能生成葡萄糖的酶处理母液,是进一步提高葡萄糖母液价值的方法,但天然存在的酶,不能同时催化直链麦芽低聚糖和异麦芽低聚糖,因此不能将母液中的小分子低聚糖有效转化为葡萄糖,因此开发一种能兼具两种催化功能的酶势在必行。
低聚糖脱支酶(Oligo-1,6-Glucosidase;EC 2.4.1.10)是属于糖苷水解酶家族13(GH13)的一类水解酶,能够特异性催化低聚糖分子α-1,6-糖苷键的断裂生成葡萄糖。然而,野生型低聚糖脱支酶难以催化母液中残留的麦芽低聚糖和异麦芽低聚糖,满足工业上提高葡萄糖产量的需求。因此,在野生型低聚糖脱支酶的基础上对其进行改造,扩大其催化底物范围,是扩大其应用范围及满足工业上提高葡萄糖产量的有效策略。
发明内容
为解决上述问题,本发明通过对来源于Paenibacillus sp.STB16的低聚糖脱支酶进行突变得到既能催化直链麦芽低聚糖又能催化异麦芽低聚糖的突变体V219A,其在原有催化异麦芽低聚糖的基础上,增加了直链麦芽低聚糖的催化能力,V219A催化母液(一次母液、二次母液、分离尾液)中残留的麦芽低聚糖和异麦芽低聚使产物中葡萄糖的百分含量分别高达99.21%、98.89%及97.97%,更能适应工业化生产。
本发明的第一个目的是提供一种低聚糖脱支酶突变体,所述低聚糖脱支酶突变体由SEQ ID NO.1所示氨基酸序列的第219位缬氨酸突变为丙氨酸得到。具体地,野生型的氨基酸序列如下所示:
MLLFPFESRSRSIPTGGWQMKRAWWKESVVYQIYPRSFQDSNGDGIGDIPGIVSRLDYLQELGVDVVWLCPVYDSPNDDNGYDIRDYRRIMDEFGTLEDWERLLEDLHARGMKLIMDLVVNHSSDEHAWFSESRKSRDGEHRDYYIWRDGKGGAEPNNWSSFFSGSAWKYDGETDQYYLHLFSSKQPDLNWENGKVRREVYNMMAWWLDKGIDGFRMDVINLISKVPGLPDAPGEGRYRSGADYFMNGPRVHEYLQEMNREVLSRYDIMTVGETPGVTPEQAALYVGEDRGELNMVFQFEHMDIDSGPGGKWDVQPWRLTDFKRVMGKWQRELQDRGWNSLYLNNHDQPRMVSRFGDDKNFRKQSAKMLGTLLHTLQGTPYIYQGEELGMTNVRFGSIEDYRDIETLNMYKEATGAGRPAEAVMASVYSKGRDNARTPMQWDGSAHGGFTTGTPWIASNPNYTEINAEDARRDPDSIFHYYRRLIALRKQHDVIVYGRYEALLEEDERIYAYTRMLDGERLLVVLNFFGEEADCSLPEKIRFESAEPLIGNYGNGADRDWRSLKLRPYEALVLRLQG。
本发明的第二个目的是提供一种编码所述低聚糖脱支酶突变体的基因。
进一步地,编码所述低聚糖脱支酶突变体的基因的核苷酸序列如SEQ IDNO.2所示。具体序列如下:
ATGCTTCTATTTCCATTTGAGAGCAGGAGCAGATCCATACCGACAGGAGGCTGGCAGATGAAGCGAGCATGGTGGAAGGAAAGCGTCGTCTATCAGATTTATCCCCGCAGCTTCCAGGACAGCAACGGAGACGGCATCGGCGACATCCCGGGAATCGTTTCCCGGCTGGATTATTTGCAGGAGCTCGGCGTGGATGTCGTCTGGCTCTGTCCCGTCTATGACTCCCCCAATGACGACAACGGCTACGATATTCGCGACTATCGGCGCATCATGGACGAATTCGGCACGCTAGAGGACTGGGAAAGGCTGCTGGAGGATCTCCATGCCCGCGGCATGAAGCTGATCATGGACCTCGTCGTGAACCACAGCTCGGACGAGCATGCCTGGTTCTCGGAATCCCGCAAGTCCCGGGACGGCGAGCATCGCGATTACTATATTTGGCGGGACGGCAAGGGCGGAGCGGAGCCGAACAACTGGTCGAGCTTCTTCAGCGGCTCCGCATGGAAATACGATGGGGAGACGGATCAGTATTATCTGCATCTGTTCTCCTCCAAGCAGCCCGATCTCAACTGGGAGAACGGGAAGGTCCGCCGCGAGGTGTACAATATGATGGCCTGGTGGCTGGACAAAGGCATCGACGGCTTCCGTATGGACGCCATCAACCTGATCTCCAAGGTTCCCGGACTGCCGGACGCCCCCGGAGAAGGACGGTACCGTTCCGGCGCCGATTATTTCATGAACGGCCCGAGGGTGCATGAGTATTTGCAGGAGATGAACCGCGAGGTGCTGTCCCGCTACGACATCATGACCGTGGGGGAGACGCCGGGCGTGACGCCGGAGCAGGCGGCTCTGTACGTCGGCGAGGACCGCGGAGAGCTGAACATGGTGTTTCAGTTCGAGCACATGGACATCGATTCCGGACCTGGCGGCAAATGGGACGTGCAGCCTTGGAGGCTGACGGATTTCAAGCGCGTCATGGGCAAATGGCAGCGGGAGCTGCAGGACAGGGGCTGGAACAGCCTGTACCTGAACAATCACGACCAGCCGCGGATGGTGTCCCGCTTCGGCGATGACAAGAACTTCCGCAAGCAGTCCGCCAAAATGCTCGGCACGCTGCTGCACACGCTGCAGGGAACGCCCTACATCTATCAGGGCGAGGAGCTCGGCATGACCAACGTCCGGTTCGGCTCCATCGAGGACTACCGGGATATCGAGACGCTGAACATGTACAAGGAAGCGACCGGGGCCGGACGTCCCGCGGAGGCTGTCATGGCTTCCGTCTACAGCAAAGGAAGGGACAATGCCCGCACGCCTATGCAGTGGGACGGATCCGCTCACGGAGGCTTCACGACCGGCACGCCGTGGATCGCGTCCAACCCCAATTACACGGAGATCAATGCGGAGGACGCCCGGAGAGATCCGGATTCCATCTTCCACTACTATCGCCGGCTCATCGCGCTCCGCAAGCAGCATGACGTCATCGTCTACGGCAGGTACGAGGCGCTGCTAGAGGAGGACGAGCGGATCTATGCGTATACGCGCATGCTGGATGGAGAGCGCCTGCTTGTCGTGCTGAACTTCTTTGGAGAGGAAGCCGACTGCAGCTTGCCGGAGAAGATACGATTCGAGAGCGCCGAGCCGCTCATCGGCAATTACGGGAATGGAGCGGATAGAGATTGGCGCAGCCTGAAGCTTCGGCCTTATGAGGCGCTCGTCCTGCGCTTGCAGGGCTGA。
本发明的第三个目的是提供一种携带上述基因的重组质粒。
进一步地,所述重组质粒的载体包括但不限于pET-28a、pET-28b等。
本发明的第四个目的是提供表达所述低聚糖脱支酶突变体的宿主细胞。
进一步地,所述宿主细胞为细菌、真菌、植物细胞或动物细胞。
进一步地,所述细菌为大肠杆菌,优选为大肠杆菌E.coli BL21(DE3)。
本发明的第五个目的是提供上述低聚糖脱支酶突变体、基因、重组质粒或宿主细胞在水解低聚糖或生产葡萄糖中的应用。
进一步地,以低聚糖为底物,以低聚糖脱支酶突变体、含有该突变体的全细胞或制剂为催化剂生产葡萄糖。
进一步地,所述低聚糖包括直链麦芽低聚糖或异麦芽低聚糖。
本发明的第六个目的是提供一种从葡萄糖母液中再生葡萄糖的方法,采用上述低聚糖脱支酶突变体、含有该突变体的全细胞或制剂对葡萄糖母液进行处理。本发明中,除特殊说明外,葡萄糖母液均指提取了一次或多次结晶葡萄糖后的残留液体,如一次母液、二次母液、三次母液、分离尾液等。
进一步地,所述方法是以葡萄糖母液为底物,以5-10U/g的加酶量加入所述低聚糖脱支酶突变体,在pH 5.0-7.0,温度为40-60℃条件下反应(下述实施例中pH 6.0,温度为50℃)。
本发明的有益效果:
(1)本发明通过对来源于B Paenibacillus sp.STB16的异麦芽糖脱支酶进行突变,将无法催化直链麦芽糖低聚糖的异麦芽糖脱支酶改造为能够作用于直链麦芽低聚糖的低聚糖脱支酶,扩大了酶的底物范围,在以低聚糖生产中分离出目的低聚糖后的母液制备葡萄糖中表现良好。
(2)本发明的低聚糖脱支酶突变体能够高效水解低聚糖生产葡萄糖。以潘糖为底物时,低聚糖脱支酶突变体V219A能将潘塘100%转化为葡萄糖;以葡萄糖一次母液、二次母液、色谱分离尾液为底物时,低聚糖脱支酶突变体V219A产物中葡萄糖的百分含量分别为99.21%(一次母液)、98.89%(二次母液)及97.97%(色谱分离尾液),比野生型低聚糖脱支酶产物中葡萄糖的百分含量增加2.86%、8.64%、28.67%。结合母液中葡萄糖的百分含量(93.97%、82.72%、52.07%),突变体V219A显著提高了葡萄糖母液及色谱分离尾液中葡萄糖的百分含量,尤其使色谱分离尾液中葡萄糖的百分含量提高了45.90%,高产物纯度及底物转化率可以扩大母液利用范围,使其更具有工业应用价值。
附图说明
图1为低聚糖脱支酶的SDS-PAGE分析。
图2为低聚糖脱支酶作用于1mg/mL的潘糖的HPAEC-PAD曲线。
图3为低聚糖脱支酶作用于5%(w/w)一次母液的HPLC曲线。
图4为低聚糖脱支酶作用于5%(w/w)二次母液产物的HPLC曲线。
图5为低聚糖脱支酶作用于5%(w/w)色谱分离尾液产物的HPLC曲线。
图6为不同低聚糖脱支酶突变体的酶活。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
涉及的检测方法:
以对硝基苯-α-d-吡喃葡萄糖苷(pNPG)为底物。反应混合物由150μL 500mM磷酸盐缓冲液(pH 6.0)、800μL 10mM pNPG和50μL酶组成。在50℃孵育5分钟后,加入1mL 1M碳酸钠,使反应停止。释放的对硝基苯(pNP)通过测定410nm处吸光度的增加来测定校准曲线。水解活性的一个单位(U)定义为在实验条件下每分钟产生1μmol pNP所需的酶量。
酶催化潘糖的产物利用高效阴离子交换色谱(HPAEC-PAD)分析产物中各组分含量。分析条件为:采用CarboPac PA 200色谱柱,以0.25M NaOH、1MNaAc和超纯水为流动相,设置流速为0.5mL/min,柱温35℃,进样量10μL。
酶催化葡萄糖母液的产物利用高效阴离子交换色谱(HPLC)分析产物中各组分含量。分析条件为:采用Hypersil APS2色谱柱,以70%(V/V)乙腈和超纯水为流动相,设置流速为1.0mL/min,柱温30℃,进样量10μL。
实施例1低聚糖脱支酶突变体基因序列的制备
以表达载体oga/pET-28a为模板,设计实验所需的互补引物链(见表1),引物由金唯智生物科技有限公司合成,参照TaKaRa公司STAR Primer GXL试剂盒说明书所示方法进行定点突变。PCR反应体系依照STAR Primer试剂盒说明书中所设定条件:5×PrimeSTARBuffer(Mg2+Plus)10μL,模板DNA 1μL,正向和反向引物(10μM)均为1μL,PrimeSTAR HS DNAPolymerase(2.5U/μL)0.5μL,dNTPs(各2.5mM)4μL,最后加入超纯水32.5μL。PCR扩增条件为:98℃预变性3min,98℃变性30s,60℃退火30s,68℃延伸3min,循环扩增35次,68℃保温5min。
表1低聚糖脱支酶突变位点的引入
注:1下划线碱基对应于相应突变氨基酸。
实施例2基因工程菌的构建
(1)在37℃下,用Dpn I处理实施例1中得到的PCR产物2h,随后将处理好的PCR产物转化到E.coli JM109中,将转化的E.coli JM109涂布到含有100μg/mL卡那霉素的LB琼脂培养基中,在37℃恒温箱中过夜培养12h,从中挑选出单菌落接种到含有100μg/mL卡那霉素的LB液体培养基中,在37℃下、200r/min培养过夜并按照质粒提取试剂盒说明书所示方法提取质粒鉴定测序。
(2)使用同源重组方法将实施例1中获得的低聚糖脱支酶突变体基因分别和pET-28a质粒载体连接。连接体系为:纯化的低聚糖脱支酶突变体PCR片段(50ng/μL)1μL,纯化的pET-28a质粒载体PCR片段(50ng/μL)2μL,5×CEⅡBuffer 4μL,ExnaseⅡ2μL,ddH2O 11μL。同源重组条件为:37℃孵育30min;之后转化大肠杆菌E.coli JM109,涂布到含有100μg/mL卡那霉素的LB琼脂培养基中,在37℃恒温箱中过夜培养12h,从中挑选出单菌落接种到含有100μg/mL卡那霉素的LB液体培养基中,在37℃下、200r/min培养过夜并按照质粒提取试剂盒说明书所示方法提取质粒鉴定测序。将测序正确且含有低聚糖脱支酶突变体基因的质粒,转入表达宿主E.coli BL21(DE 3)感受态中。最终得到基因工程菌E.coli BL21(DE 3)(pET-28a/oga)。
实施例3低聚糖脱支酶突变体的表达
(1)宿主菌活化培养:将实施例2中得到的含有表达载体质粒pET-28a/oga的基因工程菌E.coli BL21在LB固体培养基上进行划线分离,置于37℃恒温培养箱中过夜培养,挑取阳性单菌落接种于含有50mL LB液体培养基的250mL锥形瓶中。接种前添加终浓度为100μg/mL卡那霉素。锥形瓶置于200r/min的回转式摇床中,在37℃下培养12h。
(2)发酵培养:将活化后的种子液以4%(v/v)的接种量转接至装有50mL发酵培养基的250mL锥形瓶中,在摇床中振荡培养48h(转速为200r/min),接种前添加终浓度为100μg/mL L卡那霉素。结束发酵后,将发酵液于4℃、10,000×g条件下离心15min,收集菌体,使用50mM的醋酸钠缓冲液悬浮菌体,超声破碎30min,然后10,000×g条件下离心15min所得上清液即得到粗酶液。使用
实施例4低聚糖脱支酶突变体的产物分析
配制pH 6.0的1mg/mL的潘糖,按5U/g加酶量加入野生型(氨基酸序列如SEQ IDNO.1所示)和低聚糖脱支酶突变体V219A,在50℃下反应24h。反应结束后沸水浴灭酶,10,000×g条件下离心5min,稀释一定倍数后用0.22m针头式过滤器过滤。以一定浓度梯度的G1~G7混合标准品为对照进行定性与定量分析。
产物分析结果如图2所示。野生型催化潘糖水解为葡萄糖和麦芽糖,低聚糖脱支酶突变体催化潘糖水解产物仅有葡萄糖,低聚糖突变体转化潘糖为葡萄糖的转化率为100%,与野生型相比低聚糖突变体转化能力显著提高。
表2低聚糖脱支酶的产物分析
注:G1和G2分别代表葡萄糖、麦芽糖。
实施例5低聚糖脱支酶水解一次母液制备葡萄糖
配制5%(w/w)的一次母液,调节pH 6.0,在50℃水浴中保温15min,搅拌速率300r/min。按照10U/g干基淀粉的加酶量加入低聚糖脱支酶及突变体V219A,开始反应计时。分别在反应24h后,离心、过膜、稀释后,利用HPLC进行产物测定。各种糖组分的百分含量如表3所示。野生型低聚糖脱支酶的水解产物中葡萄糖百分含量为96.35%,;突变体V219A的水解产物中葡萄糖百分含量为99.21%,葡萄糖百分含量增加了2.86%。
表3低聚糖脱支酶处理一次母液的产物分析
注:G1~G4分别代表葡萄糖、麦芽糖、直链麦芽三糖、直链麦芽四糖;IG2~IG3分别代表异麦芽糖、异麦芽三糖;P代表潘糖;
实施例6低聚糖脱支酶水解二次母液制备葡萄糖
配制20%(w/w)的二次母液,调节pH 6.0,在50℃水浴中保温15min,搅拌速率300r/min。按照10U/g干基淀粉的加酶量加入低聚糖脱支酶及突变体V219A,开始反应计时。分别在反应24h后,离心、过膜、稀释后,利用HPLC进行产物测定。各种糖组分的百分含量如表4所示。野生型低聚糖脱支酶的水解产物中葡萄糖百分含量为90.25%,;突变体V219A的水解产物中葡萄糖百分含量为98.89%,葡萄糖百分含量增加了8.64%。
表4低聚糖脱支酶处理二次母液的产物分析
注:G1~G3分别代表葡萄糖、麦芽糖、直链麦芽三糖;IG2~IG3分别代表异麦芽糖、异麦芽三糖;P代表潘糖;
实施例7低聚糖脱支酶水解色谱分离尾液制备葡萄糖
配制20%(w/w)的色谱分离尾液,调节pH 6.0,在50℃水浴中保温15min,搅拌速率300r/min。按照10U/g干基淀粉的加酶量加入低聚糖脱支酶及突变体V219A,开始反应计时。分别在反应24h后,离心、过膜、稀释后,利用HPLC进行产物测定。各种糖组分的百分含量如表5所示。野生型低聚糖脱支酶的水解产物中葡萄糖百分含量为69.30%,;突变体V219A的水解产物中葡萄糖百分含量为97.97%,葡萄糖百分含量增加了28.67%。
表5低聚糖脱支酶处理三次母液的产物分析
注:G1~G4分别代表葡萄糖、麦芽糖、直链麦芽三糖、直链麦芽四糖;IG2~IG3分别代表异麦芽糖、异麦芽三糖;P代表潘糖;
对比例低聚糖脱支酶突变体的产物分析
配制pH 6.0的1mg/mL的潘糖,按5U/g加酶量加入野生型(氨基酸序列如SEQ IDNO.1所示)和低聚糖脱支酶突变体V219A、V219D、V219L、V219T、V219M,在50℃下反应24h。反应结束后沸水浴灭酶,10,000×g条件下离心5min,稀释一定倍数后用0.22m针头式过滤器过滤。以一定浓度梯度的G1~G7混合标准品为对照进行定性与定量分析。
产物分析结果如图2所示。低聚糖脱支酶突变体V219A催化潘糖水解产物仅有葡萄糖,低聚糖突变体转化潘糖为葡萄糖的转化率为100%,野生型及其他突变体催化潘糖水解为葡萄糖和麦芽糖,说明野生型以及V219D、V219L、V219T及V219M突变体不能水解潘糖的α-1,4-糖苷键,这说明他们不能水解麦芽低聚糖。
低聚糖脱支酶突变体V219A、V219D、V219L、V219T、V219M的酶活见图6。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种低聚糖脱支酶突变体,其特征在于:所述低聚糖脱支酶突变体由SEQ ID NO.1所示氨基酸序列的第219位缬氨酸突变为丙氨酸得到。
2.编码权利要求1所述低聚糖脱支酶突变体的基因。
3.根据权利要求2所述的基因,其特征在于:所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
4.携带权利要求2或3所述基因的重组质粒。
5.表达权利要求1所述低聚糖脱支酶突变体的宿主细胞。
6.根据权利要求5所述的细胞,其特征在于:所述宿主细胞为细菌、真菌、植物细胞或动物细胞。
7.权利要求1所述的低聚糖脱支酶突变体、权利要求2或3所述的基因、权利要求4所述的重组质粒或权利要求5或6所述的宿主细胞在水解低聚糖或生产葡萄糖中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于:以低聚糖为底物,以低聚糖脱支酶突变体、含有该突变体的全细胞或制剂为催化剂生产葡萄糖。
9.根据权利要求7或8所述的应用,其特征在于:所述低聚糖包括直链麦芽低聚糖或异麦芽低聚糖。
10.一种从葡萄糖母液中再生葡萄糖的方法,其特征在于:采用权利要求1所述低聚糖脱支酶突变体、含有该突变体的全细胞或制剂对葡萄糖母液进行处理。
Priority Applications (2)
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
WO2000001796A2 (en) * | 1998-07-02 | 2000-01-13 | Novozymes A/S | Starch debranching enzymes |
CN102443578A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-05-09 | 江南大学 | 一种葡萄糖异构酶突变体及其应用 |
CN105950528A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-09-21 | 江南大学 | 一种产直链麦芽低聚糖生成酶的基因工程菌及其应用 |
CN110157688A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-23 | 江南大学 | 一种产麦芽五糖能力提高的直链麦芽低聚糖生成酶突变体 |
Family Cites Families (3)
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---|---|---|---|---|
JP5881234B2 (ja) * | 2010-07-14 | 2016-03-09 | 東レ株式会社 | 変異型βグルコシダーゼ、バイオマス分解用酵素組成物および糖液の製造方法 |
EP3415622A1 (en) * | 2017-06-14 | 2018-12-19 | Evonik Degussa GmbH | Method for production of fine chemicals using a corynebacterium secreting modified alpha-1,6-glucosidases |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000001796A2 (en) * | 1998-07-02 | 2000-01-13 | Novozymes A/S | Starch debranching enzymes |
CN102443578A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-05-09 | 江南大学 | 一种葡萄糖异构酶突变体及其应用 |
CN105950528A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-09-21 | 江南大学 | 一种产直链麦芽低聚糖生成酶的基因工程菌及其应用 |
CN110157688A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-23 | 江南大学 | 一种产麦芽五糖能力提高的直链麦芽低聚糖生成酶突变体 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
KUNIHIKO WATANABE ET AL.: ""Multiple proline substitutions cumulatively thermostabilize Bacillus cereus ATCC7064 oligo-1,6-glucosidase Irrefragable proof supporting the proline rule"", 《EUR. J. BIOCHEM. 》, pages 277 - 283 * |
潘思惠等: ""麦芽低聚糖生成酶在枯草芽孢杆菌中的分泌表达 及其酶学性质研究"", 《现代食品科技》, vol. 32, no. 4, pages 120 - 127 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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