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生物学
类金属硫蛋白产生菌的分离培养及特性研究
金属硫蛋白(Metallothionein),简称MT,是一类低分子量、富含半胱氨酸的金属结合蛋白,MT分子呈椭圆形,分子量为6500道尔顿,直径30-50A,分两个结构域,每个分子含7-12个金属原子,具有特殊的光吸收。MT构象较坚固,具有较强的耐热性。其在清除体内自由基、延缓机体衰老、降低重金属的毒性、参与体内微量元素的代谢、增强机体对各种不良状态的适应能力、锌元素的贮存、防止细胞癌变等方面有着良好的功效。自然界中人体、动物、植物、微生物体内均含有一定量的MT。基于金属硫蛋白对生物机体的重要生理功能,目前受到人们越来越多的关注。有研究者通过诱导从动物体内提取到MT,并进行了应用研究进而商业化生产。但市场前景并不看好。因为,从动物体内提取MT,其成本高,周期长等缺点;使金属硫蛋白的推广及应用受到了局限。而微生物广泛存在于环境中,是来源于环境的对人类有益微生物,是人类宝贵的生物资源,大力开发利用微生物资源是我们的研究目标。本研究拟从酵母菌中提取金属硫蛋白,利用微生物来源广泛、发酵周期短,成本低、方法简便以及符合科学伦理道德的等优点,对其进行大量提取,并对提取的金属硫蛋白进行抗氧化功效学实验;以便合理的开发利用金属硫蛋白资源。 目的:从环境中分离、筛选具有产生类金属硫蛋白能力的微生物。探讨影响微生物产类金属硫蛋白的重要因素,得出最佳工艺参数。并对其产生的类金属硫蛋白的抗氧化作用进行比较研究。 方法:采取啤酒厂废水和废弃水果皮,从啤酒废水和果皮样本中筛选分离培养微生物,从不同的来源样品中分离得到4株表观生长不同的菌体。(1)对分离得到的4株不同菌株进行Zn离子诱导,并测定Zn-MT的含量;(2)对分离到的4株不同菌株进行菌种生化鉴定,其鉴定结果对照《酵母菌鉴定手册》,确定菌种名。(3)通过分别选取不同Zn离子浓度,培养温度,PH,培养时间进行正交试验,对选定的四株酵母菌进行摇瓶发酵培养条件的优化。(4)对提取的金属硫蛋白进行Fention反应,进行Zn-MT的清除羟自由基能力验证。 结果:(1)经酵母菌生化鉴定结果,比照《酵母菌鉴定手册》,表明W-1号菌株为酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae,W-2号菌株为浅红红酵母Rhodotorula pallida,W-3号菌株为热带假丝酵母Candida tropicalis,W-4号菌株为异常汉逊酵母Hansenula anomala;(2)通过Zn离子诱导后,4株不同菌株的金属硫蛋白测定值分别为:0.885mg/g,0.673mg/g, 0.591mg/g,0.721mg/g;(3)通过对酵母菌生化鉴定结果和不同菌株金属硫蛋白的综合比较,酿酒酵母菌的类金属硫蛋白提取量高,且菌体对人体无危害;所以选取酿酒酵母菌进行摇瓶发酵培养条件的优化,优化结果表明在Zn离子浓度为30mg/L,培养温度为30°C,菌液培养时间24h,pH为6.5时,金属硫蛋白含量为1.366mg/g,与培养条件优化前0.885mg/g相比,提高了约54.35%(4)对提取的类金属硫蛋白进行抗氧化实验,通过与抗坏血酸清除羟自由基能力的比较,得出Zn-MT在0~50ug/mL浓度范围内,Zn-MT对羟自由基的清除效果要远远高于抗坏血酸。达到同一清除率,需要Zn-MT的量也远远低于抗坏血酸的所需量。 结论:分离,筛选得到具有产类金属硫蛋白能力的四株酵母菌;通过对酵母菌菌种进行鉴定,准确的对四株菌株进行了分类;四株菌分别为W-1号菌株为酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae,W-2号菌株为浅红红酵母Rhodotorula pallida,W-3号菌株为热带假丝酵母Candida tropicalis,W-4号菌株为异常汉逊酵母Hansenula anomala;通过对酵母菌培养条件优化,类金属硫蛋白的产生量从0.885mg/g提高到培养条件优化后的1.366mg/g,提高了约0.5倍。对比抗坏血酸清除羟自由基的能力,类金属硫蛋白具有很强的清除羟自由的基能力,其清除能力明显优于抗坏血酸。为进一步开发和利用食用酵母菌打下了基础。食用酵母菌资源丰富,培养周期短;类金属硫蛋白清除羟自由基能力显著,值得我们去进一步开发和利用。
机 构:
领 域:
硕士论文
《华中科技大学》 2009年硕士论文

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