马铃薯根部分离地衣芽孢杆菌KeR9产生内切型α-淀粉酶的分子鉴定与统计学优化（用于麦芽低聚糖合成）

《Scientific Reports》：Molecular identification and statistical optimization of endo-α-amylase production by Bacillus licheniformis KeR9 isolated from potato roots for maltooligosaccharide synthesis

　　

摘要

从马铃薯根组织中分离的一株淀粉降解细菌（KeR9）经全基因组测序，利用平均核苷酸一致性（ANI）和DNA-DNA杂交（DDH）方法被鉴定为Bacillus licheniformis（地衣芽孢杆菌）。该菌株具有产酶潜力，随后被提交至Genbank项目PRJNA1095867。基于生物信息学分析，KeR9的α-淀粉酶属于GH13_5糖苷水解酶亚家族，与参考α-淀粉酶具有较高的序列相似性。使用ProtParam估算其分子量约为58 kDa，该结果亦通过SDS-PAGE实验得到验证，显示出一条与淀粉酶活性相对应的单一蛋白条带。KeR9 α-淀粉酶能够通过内切α-淀粉酶机制将淀粉水解为葡萄糖及多种麦芽寡糖，包括麦芽糖和麦芽三糖。研究成功运用响应面方法（RSM）并结合NEMRODW软件对生产参数进行了优化。所确定的最佳条件如下：淀粉（8.4718 g/L）、KH?PO?（1.0837 g/L）、MgSO?·7H?O（0.1842 g/L）；搅拌速度为108.91 rpm；pH为7.04。在上述条件下，B. licheniformis KeR9的实验淀粉酶活性达到3090.14 ± 15 mU/mL，与预测值（3300.25 mU/mL）高度吻合。与对照组（331 ± 35 mU/mL）相比，酶活性提高了约十倍，从而验证了模型的准确性以及所用优化策略的有效性。总体而言，本研究推断的数据表明：（i）B. licheniformis KeR9是生产高性能α-淀粉酶的潜在候选菌株，且（ii）多变量优化工具对于准确满足工业酶需求具有重要意义。