ENZYME GLUCOSE ISOMERASE VÀ GLUCOSE OXIDASE

ENZYME GLUCOSE ISOMERASE VÀ GLUCOSE OXIDASE

VIỆN SINH HỌC – THỰC PHẨM

TIỂU LUẬNPHỤ GIA THỰC PHẨM

Đề tài

ENZYME GLUCOSE ISOMERASE VÀ GLUCOSE

OXIDASE

Ngoài những vai trò trên nếu không được sử dụng hợp lí và hiệu quả thì những chất phụ gia sẽ gây nguy hiểm cho sức khỏe của người tiêu dùng Glucose isonerase, glucose oxidase là hai enzyme thuộc nhóm enzyme chuyển hóa đồng phân và enzyme oxy hóa được dùng trong việc cải thiện độ ngọt của đường dùng trong sản xuất các sản phẩm syrup, dịch đường,

1 Enzyme glucose isomarase

1.1 Giới thiệu chung về enzyme glucose isomerase

D – glucose / xylose isomerase thường được gọi là glucose isomerase (GI) là một trong ba enzyme có giá trị xúc tác cao nhất, amylase và protease là hai enzyme còn lại Theo wiseman, GI có thể quan trọng nhất trong tất cả các ngành công nghiệp thuộc về enzyme trong tương lai Nó xúc tác đồng phân thuận nghịch của D – glucose và D – xylose chuyển thành D – fructose và D – xylulose, tương ứng

Sự chuyển đổi qua lại của xylose sang xylulose đáp ứng yêu cầu dinh dưỡng trong vi khuẩn hoại sinh phát triển mạnh trên vật liệu là cây mục nát, cũng hổ trợ sự biến đổi của hemicellulose để sản xuất ethanol Đồng phân của glucose với fructose thương mại quan trọng trong sản xuất si-rô ngô có hàm lượng fructose cao (HFCS) Saccharose có nguồn gốc từ củ cải đường (40%) và đường mía (60%) là chất làm ngọt chính trên thế giới cho đến năm 1976 Việc sản xuất HFCS bằng cách sử dụng enzyme glucose isomerase lần đầu tiên được phát triển ở Nhật Bản và sau đó là ở Mỹ GI đã đạt được tầm thương mại quan trọng tại Mỹ vì thiếu sự cung cấp saccharose sau cuộc cách mạng Cuba năm 1958 và nó tiếp tục là một trong những enzyme công nghiệp quan trọng cho đến nay.

1.2 Lịch sử phát triển của enzyme glucose isomerase

Nguồn gốc sự phát triển thành công của sản phẩm si- rô fructose nằm trong sự phát hiện của enzyme glucose – isomerizing Trong lịch sử có 4 loại enzyme khác nhau đã được gọi là glucose isomerases Các khám phá của Marsall và Kooi năm 1957 về khả

năng của glucose – isomerizing từ Pseudomonas hydrophila là điểm khởi đầu của việc

khai thác enzyme này để sản xuất HFCS như một sự thay thế cho đường mía Sự sản xuất enzyme xylose là cần thiết trong môi trường phát triển và được tăng cường trong sự phát triển với sự có mặt của arsenate

Sau đó, một xylose isomerase hoạt động, mà sự hoạt động đó độc lập với xylose,

đã được tìm thấy trong Escherichia intermedia Các enzyme là một phosphor glucose

isomerase (EC 5.3.1.9), mà có thể isomerase không phải phosphoryl hóa đường duy nhất

trong sự hiện diện của arsenate Takasaki và Tanable đã phân lập từ Bacillus megaterium

AI một glucose isomerase (EC 5.3.1.18) mà NAD liên kết và cụ thể với glucose Một glucose isomerase tương tự hoạt động, xúc tác đồng phân của cả hai đường glucose và

mannose với fructose, được phân lập từ Paracolobacterium aerogenoides

Glucose isomerase được sản xuất bởi vi khuẩn acid heterolactic yêu cầu xylose như một chất cảm ứng và tương đối ổn định ở nhiệt độ cao hơn Trong số này các hoạt động glucose – isomerizing, xylose isomerase (EC 5.3.1.5) là phù hợp nhiều nhất cho các hoạt động thương mại đó là nhiệt độ ổn định và không yêu cầu cofactor đắt tiền như NAD hoặc ATP cho hoạt động Enzyme glucose isomerase lần dầu tiên được thực hiện trong quy mô công nghiệp năm 1967 bởi Clinton Nhu cầu HFCS cho thực phẩm ngày càng tăng và đến năm 1980 thực tế tất cả các công ty chế biến tinh bột lớn trong thế giới phương Tây đã phải dùng đến công nghệ GI Ngày nay, enzyme là thị trường lớn nhất trong ngành công nghiệp thực phẩm

1.3 Đặc tính của glucose isomerase

Các enzyme và các tính chất hóa lý của GI từ một số sinh vật đã được nghiên cứu rộng rãi Kiến thức rõ ràng các đặc tính của enzyme, như sự ổn định của nó, cơ chất đặc trưng và yêu cầu ion kim loại là quan trọng để ngăn chặng sự bất hoạt của nó và để đánh giá sự phù hợp cho việc ứng dụng trong sản xuất HFCS

1.3.1 Cơ chất đặc trưng

Khả năng của các enzyme đồng phân hóa trên các cơ chất đa dạng như pentose, hexoses, sugar alcohols, và đường phosphates đã được nghiên cứu Mặc dù cơ chất đặc trưng của enzyme từ nhiều nguồn thay đổi khác nhau, các enzyme có thể sử dụng D – ribose, L – arabinose, L – rhamnose, D – allose, và 2 – deoxyglucose, cũng như cơ chất phổ biến nhất là D – glucose và D – xylose Đồng phân tối đa được thu với chất nền có các nhóm hydroxyl tại cacbon số 3 và 4 trong vị trí như việc chuyển đổi tỷ lệ của D -

glucose đến D – fructose xúc tác bởi GI từ những sinh vật khác nhau ở dạng hòa tan hoặc bất động trong khoảng 26 – 59% Giá trị Km của enzyme cho D – glucose và D – xylose trong phạm vi từ 0.086 đến 0.920M, và 0.005 đến 0.093M.

1.3.2 Yêu cẩu ion kim loại và các chất đặc trưng

GI yêu cầu một cation hóa trị 2 như Mg2+, Co2+, hoặc Mn2+, hoặc một sự kết hợp của các ion này cho hoạt động tối đa Mặc dù cả hai Mg2+ và Co2+ là rất cần thiết cho hoạt động nhưng khác nhau về vai trò Trong khi Mg2+ tốt hơn Co2+ như một chất hoạt hóa, Co2+ chịu trách nhiệm cho sự ổn định của enzyme bởi giữ được sự sắp xếp về cấu tạo, đặc biệt là các cấu trúc bậc bốn của enzyme Ion kim loại liên kết trực tiếp đã được

nghiên cứu bởi Danno trên GI từ Bacillus coagulans Kasumi et al đã báo cáo sự hiện

diện của bốn ion Co2+ của GI từ Streptomyces griseo fuscus Các hoạt động xúc tác của

GI đã được ức chế bởi các kim loại như Ag2+, Hg2+, Cu2+, Zn2+ và Ni2+ và để tăng mức độ bởi Ca2+ Chất ức chế khác được biết đến của GI là xylitol, arabitol, Sorbitol, mannitol, lyxose, và Tris

1.3.3 Các tiểu đơn vị cấu trúc

Sự kết tủa không đổi và trọng lượng phân tử của GI thay đổi từ 7.55 đến 11.45 và

từ 52.000 đến 191.000 Các cấu trúc tiểu đơn vị và thành phần axit amin GI bộc lộ rằng

đó là một tetramer hoặc dimer tương tự hoặc tiểu đơn vị giống hệt nhau liên kết với các noncovalent và là không có disulfide

Mỗi isoenzymes là một tetramer tiểu đơn vị nonidentical Hiệu quả của chất làm biến tính như urê, guanidine hydrochloride, sodium dodecyl sulfate, và nhiệt độ trên hoạt động của GI từ Arthrobacter và Streptomyces spp đã được điều tra Các phân ly và diễn tiến của GI tetrameric từ Streptomyces sp Biến dạng NCIM 2730 nói rằng các tetramer và dimer là loài hoạt động trong khi monomer không hoạt động

1.3.4 Nhiệt độ và pH tối ưu

Nhiệt độ tối ưu của GI trong phạm vi từ 60 – 800C và gia tăng trong sự có mặt của Co2+ Giá trị pH tối ưu của GI nói chung là giữa pH 7.0 và 9.0 Enzyme từ

Lactobacillus brevis có pH tối ưu thấp hơn (6 – 7), đó là mong muốn cho các ứng dụng thương mại của GI Các enzyme từ Streptomyces spp, Bacillus spp, Actinoplanes mis-souriensis, và Thermus thermosulfurogenes ổn định ở mức nhiệt độ cao, GI từ Lactobacillus và Escherichia spp ít ổn định hơn

1.3.5 Nghiên cứu phạm vi hoat động

Danh tính của các axit amin tham gia tại hoặc gần các phạm vi hoạt động của GI

đã được giải mã với nhóm hóa chất cụ thể và tinh thể học X - Ray Bằng chứng cho histidine là cần thiết và các dư lượng carboxylate trong GI đã được trình bày Môi trường cấu trúc của dư lượng axit amin chức năng đã được xác định bằng cách thay đổi hóa học

và sau đó lập bản đồ khác biệt giữa các peptide của GI Từ lâu đã nhận ra rằng GI xúc tác đồng phân của cả glucose và xylose Tuy nhiên, cho dù các phản ứng xảy ra ở cùng một phạm vi hoạt động hoặc tại hai địa điểm khác nhau không được biết Các sự hiện diện của một phạm vi hoạt động duy nhất cho đồng phân của cả hai glucose và xylose đã được chứng minh bằng cách sử dụng một phương pháp động được xây dựng bởi Keleti

et al

1.4 Cơ chế hoạt động của glucose isomarase

Mặc dù tầm GI có tầm quan trọng trong thương mại nhưng có rất ít thông tin sẵn

có về các tính chất cấu trúc và cơ chế của nó Các cơ chế xúc tác của GI đã là một chủ đề lớn được các nhà nghiên cứu quan tâm Trước đó, GI đã được giả định là chức năng tương tự như đường phosphate isomerases và làm theo cơ chế enediol (hình dưới)

Các nghiên cứu gần đây do hoạt động của GI đến hydride như một cơ chế chuyển đổi

Kiến thức về cấu hình hoạt động là điều kiện tiên quyết cho việc nghiên cứu mối quan hệ về cấu trúc và chức năng của enzyme Các phương pháp tiếp cận khác nhau đã được nghiên cứu về phạm vi hoạt động của GI và để phân định cơ chế hoạt động của nó Chúng bao gồm thay đổi hóa học, tinh thể lọc tia X và chuyển đổi đồng vị Các tính năng chính của cơ chế đã đề xuất cho GI là mở rộng cơ chất, đồng phân hóa thông qua một hydride chuyển đổi từ C-2 sang C-1, và kết thúc một vòng sản phẩm.

1.4.1 Sự chuyển đổi đồng phân hóa học của glucose isomerase

Sự thay đổi hóa học của phần dư acid amin với cụ thể là thuốc thử hóa học như một phương pháp đơn giản của việc khảo sát phạm vi hoạt động của enzyme Sự tham gia có thể có của histidine trong phạm vi hoạt động của GI đã được mặc nhiên công nhận bằng cách nghiên cứu tác động của diethylpyrocarbonate lên sự ngừng hoạt động của GI

Sau đó, bằng chứng cho sự có mặt của một lượng dư histidine cần thiết cho phạm

vi hoạt động của GI từ nhau Lactobacillus spp và Streptomyces spp khác nhau đã được

cung cấp Sự ức chế bởi diethylpyrocarbonate đã được khắc phục bằng hydroxylamine

Tóm lại, sự bảo vệ hoạt động của enzyme là khả năng của cơ chất và cơ chất tương tự xylitol trong suốt quá trình thay đổi hóa học Histidine được biết đến chức năng như một cơ sở tóm tắt proton và hỗ trợ chuyển đổi hydro

Sự có mặt của một lượng dư aspartate hoặc glutamate trong GI là tài liệu bằng cách bất hoạt bởi thuốc thử K Woodward’s hoặc guanidine hydrochloride Sự tham gia của lượng dư carboxylate kéo theo các ràng buộc của các cofactor ion kim loại Hóa chất sửa đổi, bảo vệ hay không bảo vệ GI và tiếp theo peptide lập bản đồ cho phép xác định với một chuỗi sự đồng thuận bao gồm Phe – His – Xaa – Asp – Xaa – Xaa – Pro – Xaa – Gly Kết qủa nghiên cứu về thay đổi hóa học của GI bổ sung cho các kết luận rút ra trân

cở sở nghiên cứu các tinh thể lọc X – Ray

1.4.2 Tinh thể lọc X – Ray

Tinh thể lọc tia X mang lại sự đánh giá chi tiết về cấu trúc 3 chiều của protein và cho phép hình dung thực tế phức hợp giữa enzyme và cơ chất của nó hoặc chất ức chế GI từ

các loài vi khuẩn khác nhau như Actino- myces, Arthrobacter, Actinoplanes, và các loài

vi khuẩn Bacillus được nghiên cứu bởi tinh thể lọc X – Ray ở các cấp độ khác nhau của

độ phân giải, sự có mặt và không có mặt của các chất ức chế và ion kim loại để hiểu và giải thích cơ chế họat động Từ khi GI là một chất nền đơn chất duy nhất của enzyme, nó

có thể quan sát sự phức tạp Mihaelis trực tiếp tại một chất nền nồng độ tập trung cao hơn

chất ức chế ở độ phẩn giải 1.9 - Å

Những nghiên cứu này dẫn đến việc xác định khu vực hoạt động của enzyme và hai kim loại ràng buộc các phạm vi Một trong các ion kim loại liên kết với C – 3-O và C-5-

O của cơ chất, trong khi có một liên hệ chặt chẽ giữa histidine và C – 1 của cơ chất Kết quả cho thấy cơ chế liên quan đến một cấu chuỗi mở theo cơ chất và có thể là một hình

thành của một trung gian cis-enediol Gần đây nghiên cứu về cấu trúc tinh thể X-quang của kim loại activated GI từ S olivochromogenes các đồng phân được xúc tác bởi hai

cofactors kim loại và cầu nối của nó thông qua lượng dư glutamate để thúc đẩy một sự thay đổi hydride Trong hai ion magie thiết yếu cho hoạt động của enzyme, Mg2+ được quan sát chiếm hai vị trí thay thế cách nhau 1.8Å Các quan sát chuyển động của các ion kim loại trong sự hiện diện của cơ chất là do một bước sau ràng buộc chất nền nhưng trước khi đồng phân

Các chất nền, tuyến tính của nó với các hình thức mở rộng, được quan sát tương tác

với các enzyme và đồng yếu tố kim loại Carell et al đã chỉ ra rằng GI từ S rubiginosus

có thể liên kết với các chất nền và chất ức chế trong một loạt các ràng buộc các chế độ tùy thuộc vào kích thước của đường Acid D – Threonohedroxamic tương tự như giả định chuyển đổi trạng thái trong bước đồng phân của xylose bởi GI và là một chất ức chế mạnh của enzyme

Các nghiên cứu về tinh thể lọc X – Ray về độ phân giải cao trong cấu trúc đồ họa sự

phức tạp giữa các GI từ S Olivo- chromogenes và acid D – Theronohydroxamic cung

cấp bằng chứng cho hoạt động kim loại trong xúc tác trên deprotonation, tiếp theo là sự hình thành của một phối cấu tử cầu nối Những kết qủa này xác nhận các quan sát trước

đó rằng protonation của nhóm hydroxyl xảy ra sau khi ko73 vòng Cấu trúc tinh thể của

GI từ Arthrobacter dòng B3728 có chứa các chất ức chế xylitol và D – Sorbitol đã được

nghiên cứu ở độ phân giải 2.5 và 2.3-Å tương ứng

Các ion kim loại là phức hợp tại phạm vi ái lực cao bên cạnh bốn chuổi carboxylate Các chất ức chế đang bị ràng buộc về phạm vi hoạt động trong cấu tạo mở chuổi rộng và hoàn thành một vỏ phối hợp tám mặt cho cơ chất cation thông qua nguyên tử oxy O – 2

và O – 4 Collier et al và các nhà nghiên cứu khác đã cho thấy thêm rằng ràng buộc vào phạm vi hoạt động của cation thứ hai cũng là cần thiết cho xúc tác Phạm vi này liên kết

Co2+ mạnh hơn so với phạm vi hoạt động một và nó là octahedrally phối hợp với ba nhóm carboxylate, một imidazole và một phân tử dung môi Trong sự thay đổi hydide,

C-O-1 và sự liên kết C-O-2 của bề mặt phân cực cách tiếp cận chặt chẽ của hai cation Sau khi đồng phân hóa, đóng vòng được xúc tác là ngược lại của bước mở vòng Anomerism và stereospecificity là các men tiêu hóa được thể hiện hoàn toàn phù hợp với

sự thay đổi hydride Kết tinh và đặc tính của GI từ Bacillus coagulans và Actinoplanes missouriensis cũng đã được báo cáo.

1.4.3 Sự tao đổi đồng vị

Các tinh thể có sẵn là chỉ tiêu cho các quy tắc GI ra proton chuyển đổi cơ chế và đề nghị một cơ chể chuyển đổi hydride Tuy nhiên, dữ liệu cấu trúc một mình không đủ để kết luận cơ chế họat động của một enzyme Sự không chắc chắn về một proton chuyển đổi cơ cấu trong GI đã được nhắc nhở bởi sự vắng mặt của trao đổi dung môi trong quá trình nghiên cứu trên sự kết hợp của tritiated nước vào sản phẩm Tuy nhiên, khả năng proton chuyển nhanh trong một hoạt động bảo vệ không thể được loại trừ ra ngoài Allen et al đã tiến hành đồng vị trao đổi experiments ở nhiệt độ cao hơn, PHS cực đại,

và trong sự có mặt của hydrochloride guanidine để nghiên cứu khả năng chuyển proton được bảo vệ

Cộng hưởng từ hạt nhân của họ nghiên cứu, kết hợp với các nghiên cứu về flo-thay thế phụ các chất tương tự strate, không hỗ trợ một cơ chế chuyển proton GI Nghiên cứu

gần đây về đột biến đồng phân D – Xylose từ Actinoplanes missouriensis hỗ trợ vai trò

quan trọng của các phân tử nước TRP-690, ASP-255 và Glu-liền kề 186 trong chuyển proton từ 2-OH sang O-1 mở và mở rộng aldose chất nền

1.5 Ứng dụng và tầm quan trọng của glucose isomerase

GI phục vụ như là một mô hình thú vị để nghiên cứu cấu trúc chức năng mối quan hệ tiến hóa sinh và kỹ thuật di truyền Bên cạnh tầm quan trọng học tập, nó đã nhận được

sự quan tâm của các ngành công nghiệp sử dụng của nó trong sản xuất HFCS và cho các ứng dụng tiềm năng của nó trong sản xuất ethanol từ hemicelluloses

1.5.1 Ưu điểm của si-rô ngô có hàm lượng fructose cao như chất làm ngọt

Tăng nhu cầu đối với đường tinh chế, kết hợp với chi phí sản xuất cao và nhận thức về tác hại của saccharose và đảo ngược đường tiêu thụ trên sức khỏe con người, có

đòi hỏi phải tìm kiếm các sản phẩm thay thế saccharose chấp nhận được Một số lượng lớn chất ngọt nhân tạo như saccharine, cyclamate, acesulfame-K, apartame, và thaumatin

đã được phát hiện, miễn nhiệm trên cơ sở các mối quan tâm y tế hoặc hạn chế khác

Sự kết hợp của các chất tạo vị ngọt làm cho nó ít ngọt hơn sau khi lưu trữ lâu dài, bởi vì chất tạo ngọt là từ sự thủy phân chậm ở pH thấp Thaumatin, một chất ngọt protein lý tưởng, ngọt hơn saccharose 2000 lần nhưng có sự khác biệt là có mùi vị khó chịu HFCS, HFCS, một hỗn hợp cân bằng của glucose và fructose (1:1) thì ngọt hơn saccharose 1.3 lần và glucose 1.7 lần HFCS được sản xuất hoàn toàn từ một nonsweet vật chất, cụ thể là tinh bột HFCS được ưa thích trong ngành công nghiệp thực phẩm vì

nó không gây các vấn đề kết tinh là trường hợp với saccharose Hơn nữa, D – fructose đóng một vai trò quan trọng như một chất làm ngọt cho người bị bệnh tiểu đường vì nó chỉ là chậm tái hấp thu bởi dạ dày và không ảnh hưởng đến mức độ glucose trong máu

Sử dụng chủ yếu của HFCS là nước giải khát, đồ nướng, đồ hộp, bánh kẹo ngành công nghiệp

1.5.2 Sản xuất si-rô ngô có nồng độ fructose cao

Phát triển thị trường trong sản xuất HFCS được đánh dấu bởi một sự chấp nhận dần dần của HFCS và HFCS được làm giàu (55% fructose) thay thế đối với saccharose sản xuất nước giải khát Các nguyên liệu được sử dụng phổ biến nhất để sản xuất HFCS tại Hoa Kỳ là bột bắp sản xuất bởi quá trình nghiền ướt

Việc sản xuất HFCS từ tinh bột bao gồm ba quá trình chính: hóa lỏng của tinh bột bởi α - Amylase, sự đường hóa của tinh bột bằng cách kết hợp hoạt động của amyloglucosidase và enzyme debranching và đồng phân glucose bởi GI Các sản phẩm cuối cùng là một si-rô ngô có chứa một hỗn hợp của glucose và fructose và do đó độ ngọt lớn hơn là đường saccharose

Các nguồn tinh bột khác như lúa mì, khoai mì và gạo được sử dụng ở mức độ nhỏ trong các bộ phận khác trên thế giới Các sản phẩm của của ngành công nghiệp xay xát ngô là quan trọng trong việc quyết định nền kinh tế sản xuất HFCS Việc tiêu thụ trên thế giới hàng năm HFCS là ước tính đạt 10 triệu tấn (trọng lượng khô) vào năm 1995 Hiện

nay, HFCS đã gần như hoàn toàn thay thế saccharose ở Hoa Kỳ, và chỉ ở mức độ trung bình (3 - 4%) tốc độ tăng trưởng sản xuất dự kiến trên toàn cầu

1.5.3 Sản xuất ethanol

GI xúc tác đồng phân của cả glucose và xylose Đặc tính của enzyme này được sử dụng trong các đồng phân của xylose đến xylulose, mà có thể cuối cùng là lên men để sản xuất ethanol bởi nấm men thông thường

Sự biến đổi sinh học của sự tái tạo lại sinh khối sinh vật để lên men đường và ethanol là quan trọng trong quan điểm của sự suy giảm nhanh chóng của các loại nhiên liệu hóa thạch Sinh khối bao gồm cellulose (40%), hemixenlulose (30%) và lignin (30%) Tính khả thi kinh tế của việc sử dụng sinh khối sinh vật phụ thuộc vào sự thủy phân cellulose và hemixenlulose đến glucose và xylose và sự lên men tiếp theo của nó để sản xuất ethanol bởi nấm men

Cho đến gần đây, các nỗ lực nghiên cứu tập trung vào sự biến đổi sinh học của cellulose Sau đó, nhận thức rằng hiệu quả biến đổi sinh học của lignocelluloses và các chất thải nông nghiệp dựa chủ yếu vào việc sử dụng có hiệu quả của hemixenlulose hợp thành sinh khối chuyển sự chú ý trên toàn thế giới đến lên men hemixenlulose Xylan là một thành phần chính của hemicellulose và bao gồm các đơn vị xylose liên kết bởi một liên kết β(1,4) D – xylose có thể dễ dàng được sản xuất bởi acid hoặc thủy phân

enzymatic của xylan Các chủng nấm men công nghiệp như Saccharomyces cerevisiae

thường lên men hexoses hiệu quả nhưng D – xylose thì không sử dụng phần dư

Một số nấm men như Pachysolen tannophilus, Pichia stipitis, Candida utilis, và Candida shehatae được biết là sử dụng pentoses thông qua quá trình oxy hóa chất khử,

nhưng tỷ lệ lên men rất thấp Hơn nữa, sự dung nạp và dị hóa ethanol thấp trong sự có mặt của oxy hạn chế ứng dụng trong thương mại GI đã được sử dụng để sản xuất xylulose từ xylose, nếu không đại diện cho một khối lớn trao đổi chất trong quá trình lên

men xylose ethanol bằng nấm men thông thường như Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, và Candida tropicalis Mặc dù tỷ lệ lên men và sản lượng

sản phẩm để sản xuất ethanol từ D - Xylose thấp hơn đáng kể hơn là từ D Glucose, công

nghệ cao bây giờ nổi lên để cải thiện quá trình bằng cách chuyển gen GI với men và tiến hành đồng phân và lên men đồng thời xylose và ethanol.

1.6 Sản xuất gluose isomerase

1.6.1 Nguồn sinh vật

GI phân phối rộng rãi trong prokaryote Sau khi GI phát hiện trong Pseudomonas hydrophila, một lượng lớn vi khuẩn đã được tìm thấy để sản xuất GI có nghĩa là hoạt động trong trường hợp không có arsenate Trong số các axit heterolactic các vi khuẩn,

Lactobacillus brevis sản xuất Enzyme năng suất cao nhất Enzyme được hoạt động ở độ

pH thấp nhưng không ổn định ở cao nhiệt độ và do đó không phù hợp với khai thác kinh

tế

GI ngoại bào đã được báo cáo là sản xuất bởi Streptomyces glaucescens và S flavogriseus, việc tách enzyme từ các tế bào là do thay đổi tính thấm thành tế bào và sự phân giải một phần của các tế bào Xylose isomerase ngoại bào từ Chainia sp và vi khuẩn Bacillus sp alkalothermophilic được tinh chế để đồng nhất bằng các kỹ thuật lọc

thông thường như lọc gel, trao đổi ion phương pháp sắc ký, và điện di gel

polyacrylamide dự bị Cũng như Streptomyces spp., Một số loài vi khuẩn Bacillus sản xuất tốt GI Sự xuất hiện của GI trong một vài nấm men chẳng hạn như Candida utilis

và Candida boidinii đã được ghi nhận Aspergillus oryzae là loại nấm duy nhất được báo

cáo có hoạt động GI Sự tồn tại của GI trong lúa mạch nha và mầm lúa mì đã được báo cáo Nguồn sinh vật đóng vai trò quan trọng sản xuất GI được ghi trong bảng sau:

Busch Inc

Sreptomyces

phaeochromogenes

Nagase

1.6.2 Cải thiện sản lượng

Sản lượng của GI từ sinh vật sản xuất khác nhau được liệt kê trong bảng bên dưới, dao động trong khoảng từ 1.000 đến 35.000 U liter-1 Tiếp tục cải thiện năng suất

và các thuộc tính của enzyme đạt được bằng cách cải thiện căng thẳng, bằng cách sử dụng một trong hai quy ước đột biến hoặc công nghệ DNA tái tổ hợp

Sản xuất GI với các nguồn sinh vật khác nhau

Một số chủng có tầm quan trọng trong thương mại đã phải chịu đột biến để tăng sản lượng các men tiêu hóa hoặc cho cấu sản xuất các men tiêu hóa Tăng 60% trong enzyme mức độ được thu thập bởi mutagenizing Streptomyces wedmorensis với ethyleneimine N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine

UV chiếu xạ của olivochromogenes Streptomycestrong một dòng đột biến với 70% tăng hoạt động Một cấu hình đột biến của vi khuẩn Bacillus coagulans hai lần với các hoạt động khởi đầu được thu thập bằng cách chọn các đột biến trên cơ sở sức đề kháng của 2 deoxyglucose Cao hơn năng suất cấu hình đột biến cho thấy sản lượng cao nhất của nó trên lactose, với một trong số họ cho thấy hoạt động cao hơn trên đường so với trên xylose, báo cáo của Lee

Một loạt các tổ chức và năng suất GI cao, GI - năng suất đột biến được phân lập bằng cách áp dụng tia cực tím để chiếu xạ Streptomyces acidodurans Một trong những đột biến được sản xuất bởi ethyl methanesulfonate đột biến mang lại 1.500 U ml-1 khi trồng trên đường duy nhất trong khi phân tử cấp trên sản xuất 10 U ml-1 dưới điều kiện tương tự

1.6.3 Tối ưu hóa môi trường lên men

GI là sản xuất bằng cách lên men có ga ngập nước Tối ưu hóa của môi trường lên men đã được rộng rãi nghiên cứu với một cái nhìn cho sự phát triển về kinh tế công nghệ khả thi quá trình lên men để sản xuất của GI Nỗ lực nghiên cứu được hướng chủ yếu đối với thay thế của xylose bởi một chất cảm ứng không tốn kém, đánh giá ảnh hưởng của nguồn nitơ rẻ hơn trên sản lượng các men tiêu hóa; tối ưu hóa độ pH và nhiệt độ cho enzyme tối đa sản xuất; và thay thế Co2+ bằng ion khác hóa trị hai các ion kim loại trong môi trường lên men Có thành phần

cụ thể của môi trường sản xuất tốt nhất của enzyme từ các vi sinh vật khác nhau Mỗi sinh vật hoặc yêu cầu đặc biệt riêng để sản xuất enzyme tối đa

1.6.4 Tác nhân gây cản ứng

a) Nguồn Nito

Các nguồn nitơ là một yếu tố quan trọng mà cần phải được tối ưu hóa cho từng nguồn enzyme Mặc dù nguồn nitơ phức tạp thường được sử dụng cho sản xuất GI, yêu cầu bổ sung nitơ đặc biệt khác với các sinh vật Peptone, men chiết xuất, hoặc muối amoni có thể được sử dụng với coagulans vi khuẩn Bacillus, nhưng urê và nitrate không phù hợp Ngô rượu dốc đã được tìm thấy là một nguồn giá rẻ là nguồn nitơ phù nhưng sử dụng của nó là giới hạn và theo mùa interbatch biến đổi Nguồn nitơ thích hợp như thay thế cho ngô rượu dốc vẫn còn đang được đánh giá Bột đậu nành cung cấp cho 50% năng suất cao hơn hơn so với rượu ngô dốc Bổ sung của một số axit amin cải thiện sản lượng enzyme trong Streptomyces violaceoruber Một đột biến cấu thành của Streptomyces coelicolor sử dụng rượu ngô dốc tốt hơn so với chiết xuất từ nấm men hoặc men autolysate

b) pH và nhiệt độ tối ưu

Bản chất của nguồn nitơ ảnh hưởng đến độ pH và do đó ảnh hưởng năng suất của các enzyme Hầu hết các quá trình lên men sản xuất GI được thực hiện giữa pH 7.0 và 8.0 mà không có kiểm soát độ pH Streptomyces spp Arthrobacter sp, và missouriensis Actinoplanes được trồng vào khoảng 300C Ưa nhiệt Bacillus spp được ủ ở 50 đến

600C Các giai đoạn của quá trình lên men khác nhau từ 6 đến 48 giờ tùy thuộc vào loại nuôi cấy được sử dụng cho sản xuất GI

c) Ion kim loại yêu cầu

Cation Divalent được yêu cầu trong lên men trung bình để sản xuất tối ưu của GI Tuy nhiên, yêu cầu đối với các ion kim loại cụ thể phụ thuộc vào nguồn các men tiêu hóa Co2+ là cần thiết cho sản xuất GI từ Streptomyces chủng YT-, trong khi coagulans Bacillus Mn2+ hoặc Mg2+

để sản xuất các men tiêu hóa Nói chung, muối coban được sử dụng trong môi trường của mesophilic Streptomyces loài chứ không phải các loài ưa nhiệt

Điều quan trọng là làm giảm sự bổ sung của Co2+ môi trường vì mối nguy hiểm sức khỏe liên quan đến tiêu thụ HFCS của con người có chứa Co2+ và các vấn đề ô nhiễm môi trường liên quan đến việc xử lý các phương tiện truyền thông đã dành Một số sinh vật như Arthrobacter spp và Streptomyces olivaceus, cũng như một số đột biến của Streptomyces olivochromogenes, không yêu cầu coban để sản xuất tối ưu

1.6.5 Thanh lọc glucose isomerase

Một số báo cáo liên quan đến việc sản xuất của GI từ vi sinh vật khác nhau có sẵn Tuy nhiên, vài người trong số họ mô tả thanh lọc của GI đến một trạng thái đồng nhất Việc thanh lọc GI là những thông tin quan trọng từ quan điểm học tập, kể từ khi nó liên quan đến nghiên cứu cơ bản về sửa đổi hóa học, cấu trúc – chức năng mối quan hệ

và đặc điểm GI nói chung là một loại enzyme trong tế bào, ngoại trừ trong một vài trường hợp khi sản xuất enzyme ngoại bào Những enzyme này chiết xuất từ các tế bào

vi khuẩn bằng sự gián đoạn cơ học (như sonication, mài, đồng nhất) hoặc bằng sự thủy phân tế bào với lysozyme, chất tẩy rửa cationit, chất hóa học… sự lọc trong GI từ các nguồn vi khuẩn bằng các phương pháp thanh lọc cổ điển, như xử lý niệt, sự kết tủa muối Amoni với sulfate – acetone – Mg2+ hoặc Mn2+ , phương pháp sắc ký trao đổi ion hoặc lọc gel đã được báo cáo Mối quan hệ hấp thu xylitol – Sepha – rose được sử dụng để

làm sạch các GI từ Streptomyces spp Một ái lực khác như Bigel – P 100 cùng với xy làm

mất hoặc mannitol bất động silochrome dựa trên các chất hút bám cũng được sử dụng

1.7 Kỹ thuật di truyền của glucose isomerase

1.7.1 Tương đồng tế bào vật chủ

Công nghệ DNA tái tổ hợp cung cấp một công cụ tuyệt vời để cô lập và thao tác gen của một loại protein mong muốn Hơn 50% các enzyme công nghiệp được sản xuất

từ vi sinh vật biến đổi gen Một trong những cách để tăng sản xuất của GI là để xác định gen GI và nhân giống vô tính nó vào một vector multicopy có chứa một chất xúc tác mạnh như lac, tac, hoặc pL

Gen GI đã được nhân bản vô tính từ một số vi sinh vật với các mục tiêu chính sản xuất dư thừa enzyme bởi hiệu ứng liều lượng gen, trực tiếp còn phiên bản của xylose để sản xuất ethanol bằng nấm men, và kỹ thuật protein để thay đổi thuộc tính của nó cho phù hợp với công nghệ sinh học của nó ứng dụng Phân tử nhân bản và biểu hiện của GI

đã được thực hiện trong máy cả hai tương đồng và dị và nấm men

a) Sự tương đồng tế bào vật chủ

Tương đồng tế bào vật chủ cung cấp một số lợi thế cho việc nhân bản và biểu hiện của DNA ngoại sinh Có một vài báo cáo về sự tương đồng nhân bản của GI từ loài

Escherichia coli và Streptomyces E coli Báo cáo đầu tiên về sự cô lập của gen GI từ E

coli bởi Ho et al D - Xylose isomerase và hoạt động xylulokinase đã được khuếch đại bằng cách chuyển đổi của một GI- thiếu E coli biến dạng với các pMB9 plasmid mang

một HindIII hạn chế mảnh của E coli DNA nhiểm sắc thể

Các gen GI từ E coli được giải trình tự và hiển thị mã GI bằng cách thanh lọc

của sản phẩm gen nhân bản vô tính Nhân bản phân tử, trình tự, và biểu hiện của gen GI

trong E coli cũng đã được báo cáo của Briggs et al Lawlis et al và Ueng et al GI đã được sản xuất nhiều hơn trong E coli bởi nhiều công nhân Ho và Stevis quan sát thấy

rằng hyperexpression của gen này đã không được thực hiện bằng cách chỉ đơn thuần là

nhân bản nó trên một số cao sao chép plasmid, có lẽ bởi vì sự biểu hiện của gen ở E coli

là rất cao quy định thông qua tế bào chủ tự nhiên của nó Sự hợp nhất của gen cấu trúc

với chất xúc tác mạnh mẽ như lac hoặc tac trong 20 lần hơn sản xuất các men tiêu hóa Các gen mã hóa chịu nhiệt GI trong thermosulfurogenes Clostridium đã được nhân bản

vô tính trong E coli bởi một tấm khảo nghiệm phương pháp mới Các biểu hiện của các protein trong E coli cao hơn (0.46 U mg-1) so với tế bào chủ (0.19 U mg-1) và được cấu

thành Gen GI từ thermophile Clostridium thermohydrosulfuricum đã được nhân bản vô tính trong E coli với một gen vi khuẩn Bacillus GI là một thăm dò cho chiếu recombi-nants Nhân bản, trình tự, và biểu hiện của gen GI từ brevis Lactobacillus,

Ampullariella sp biến dạng 3876, Arthrobacter sp biến dạng NRRL B3728, Kleb siella pneumoniae năm 1033, và Thermus thermophilus E coli đã được báo cáo

b) Các tế bào vi khuẩn chủ khác

Bacillus thường được coi là vi sinh vật an toàn Do đó, gen GI từ E coli được nhân bản trong các loài vi khuẩn Bacillus bằng cách sử dụng một plasmid bifunctional

Tuy nhiên, biểu hiện của gen này đã không quan sát thấy Sự hợp nhất các gen cấu trúc

của E coli của các chất xúc tác của penicillinase từ vi khuẩn Bacillus licheniformis kết quả chức năng biểu hiện của GI Bacillus subtilis.

Các gen GI từ Thermosulfurogenes Clostridium đã được nhân bản vô tính trong

vi khuẩn Bacillus subtilis với E.coli - Bacillus pMG1 qua lại plasmid Sự biểu hiện của gen GI trong B subtilis đã được cấu thành và cao hơn (1.54 U mg-1) so với sản xuất

tỷ lệ lên men formidably thấp và được đi kèm với một lượng đáng kể các sản phẩm phụ

Saccharomyces cerevisiae và Schizosaccharo- myces pombe cung cấp một tỷ lệ lên men

cao, cao hơn năng xuất cuối cùng, và sản lượng ethanol tăng

Chuyển đổi của gen GI đẻ nấm men chủ đảm bảo cho sự phát triển một cơ quan

mà có thể lên men xylose để sản xuất trực tiếp để sản xuất ethanol Một mảnh DNA 2.4 -

kb chứa gen GI từ E coli là iso- lated từ ngân hang gen Clarke-Carbon và được đưa vào S.pombe thông qua plasmid Plasmid tái tổ hợp cho thấy sự bù với GI-thiếu E coli và biểu hiện của các gen trong nắm men Sự chuyển đổi S.pombe là có thể để lên men 10%

(wt/wol) xylose để sản xuất 3.0 (wt/vol) ethanol Nghiên cứu các quá trình trao đổi chất của D – Xylose trong nấm men được chuyển đổi cho thấy rằng xylytol, một sản phẩm của quá trình lên men xylose trong nấm men, không có hiệu quả trên hoạt động của GI

Các hoạt động thấp của GI trong nấm men là do suy thoái thủy phân protein của

men protease và là hạn chế trong quá trình lên men xylose của nấm men Gen GI từ vi khuẩn Bacillus subtilis và missouriensis Actinoplanes iso- lated bằng cách bù GI đột biến

E coli Các mã hóa khu vực của gen GI từ B subtilis đã được hợp nhất, men pyruvate decarboxylase xúc tác Các Saccharomyces cerevisiae sản xuất protein xylose isomerase

5% của tổng số protein của tế bào, nhưng nó đã được ức chế không hoạt động Vùng mã

hóa của GI từ A.missouriensis được hợp nhất để xúc tác nấm men GALI Sự chuyển đổi

cho thấy sự hiện diện của mARN xylose isomerase cụ thể nhưng không có hoạt động enzyme Đầu vào để nghiên cứu thêm là cần thiết để cải thiện sự biểu hiện của gen GI trong nấm men và ngăn chặng các enzyme bị suy thoái từ protein sở tại

d) Thực vật

Gen GI từ E coli đã được nhân bản vô tính trên một plasmid pBR322 bắt nguồn

từ phía ra của các gen nopaline synthetase xúc tác của Agrobacterium tumefaciens plasmid pTiC58 Nhân bản của gen GI từ E coli trong khoai tây (Solanum tuberosum) và

cà chua (Lycopersi cum esculentum) đã đạt được và sự hiện diện của gen xyl đã được xác

nhận bởi sự biểu hiện của hoạt động tiêu hóa

1.7.2 Quy chế di truyền và sinh tổng hợp glucose ispmerase

D-Xylose, mặc dù không phổ biến như đường như glucose, là một thành phần chính của hemicelluloses thực vật Các vi sinh vật sống sót trên các nguyên liệu thực vật mục nát đã phát triển hiệu quả trên con đường sinh hóa để đồng hóa D-Xylose

D-Xylose như là một nguồn năng lượng được sử dụng bởi các vi khuẩn thông qua một con đường involving vận chuyển qua màng tế bào chất và isomerization để D-Xylose Dư lượng pentulose là phosphoryl hóa bởi xylulokinase đến năng suất D-Xylose-5-phosphate và coj đường Embden – Meyer – Hoff

a) Tổ chức di truyền của gen xyl

Salmonella typhimurium và E coli: Nghiên cứu di truyền trên Sal - monella

typhimurium cung cấp bằng chứng về sự tồn tại của bốn nhóm gen (xyl operon) chịu trách nhiệm về xy – mất dị hóa; đây là những xylT, một gen quy định cụ thể việc vận chuyển xylose qua màng tế bào; xylA, glucose / xylose isomerase gen; xylB, gen

xylulokinase, và xylR, một quy định latory yếu tố cần thiết cho phiên mã của gen xyl Các phân tích dẫn truyền của S typhimurium gen cá tạp để có thể được xylT-xylR xylB- xylA Các nghiên cứu về hệ gen E coli cho thấy một tổ chức di truyền tương tự như con đường sử dụng xylose Cách ly của E coli đột biến với đột biến trong xylA, xylB, và xylR (T), cùng với việc bổ trợ dữ liệu, cho thấy thứ tự của các gen được xy- lR (T) - xylA-xylB

Những kết quả này hỗ trợ mạnh mẽ một chất kìm hãm điều hành cơ chế cho các

quy định của biểu hiện xylAB và giả thiết có một mô hình phối hợp (tích cực) kiểm soát của xylA, xylB, gen xylT bởi các sản phẩm gen xylR Trong trường hợp không có xylose, sản phẩm xylR hoạt động như một chất kìm hãm, trong khi nó hoạt động như một kích hoạt trong sự hiện diện của xylose, tương tự hoạt động của gen araC của arabinose

regulon Các β – galactosidase sản phẩm hoạt động của phản ứng tổng hợp gây ra bởi xylose nhưng không phải bởi arabinose và được ngăn chặng bởi glucose

Klebsiella pneumoniae : Feldmann et al đã đề nghị sự hiện diện của một gen quy

định ở khu vực ngược dòng của 5 gen xylA của Klebsiella pneumoniae, chịu trách nhiệm

về xyl phủ định kiểu hình trong việc tái tổ hợp E coli đột biến.

Các loài Bacillus : Quy định của operon xyl trong Bacillus spp đã được nghiên

cứu bằng cách xây dựng một gen tổng hợpxyl-lacZ và tích hợp nó vào gen amy của B subtilis 168 Tăng biểu hiện của sản phẩm nhiệt hạch xyl-lacZ, khi chuẩn độ với xyl điều khiển DNA trong trans, đã đề nghị phủ định sự điều khiển của operon trong B subtilis trái ngược với các cơ chế kiểm soát tích cực được mô tả cho các operon xyl của E coli

và S typhimurium, cho thấy rằng quy định xảy ra tại mức độ phiên mã Một chuỗi 25-bp,

ở 10 bp phần xuống của xyl xúc tác , được xác định là một xyl điều khiển trong B subtilis 23.

Các loài staphylcoccus

Các gen xyl từ S xylosus được nhân bản vô tính S carnosus bằng cách bổ sung xylose sử dụng XylR, xylA, và xylB khung đọc mở được đặt với phân cực tương tự Hai đơn vị phiên mã, xylR và xylA, được ngăn cách bởi một kết thúc phiên mã giữa gen, và

sự hiện diện của các trình tự giống như chất xúc tác liên tục được quan sát ngược dòng

của cả hai transcriptional bắt đầu hoạt động xylA và xylB được phân cách bởi chỉ có 5 nucleotide giữa dừng lại và bắt đầu codon tương ứng Điều này quan sát, cùng với không

có cấu trúc giống như kết thúc giữa xylA và xylB, đề nghị mạnh mẽ rằng nó là cotranscribed Cotranslation của hai gen này cũng được chỉ định bởi sự hiện diện của một điện thế Shine-Dalgarno trình tự xylB (AAGGA) trùng lặp với codon cuối cùng của xylA Những kết quả này ủng hộ mạnh mẽ repressor điều hành cơ chế cho các quy định của xylAB Một phương pháp mới liên quan đến sự hợp nhất của các luxA và luxB gen của biển vi khuẩn gram âm Vibrio harveyi MAV để operon xyl từ S xylosus được sử dụng cho định lượng cảm ứng và áp catabolite của operon xyl S.carnosus TM 300

Streptomyces species: Đột biến của Streptomyces violaceoniger thiếu isomerase

xylose hoặc xylulosekinase được phân lập Mảnh vỡ nhiễm sắc thể với khả năng để bổ sung cho tất cả ba lớp khác nhau của âm xyl đột biến đã được nhân bản vô tính trên một plasmid Nội địa hóa của các genchỉ ra rằng gen xylulosekinase giả định nằm gần gen glucose isomerase, mà là phù hợp với tổ chức của locus trong Salmonella typhimurium,

E coli, và vi khuẩn Bacillus subtilis

1.7.3 Chất xúc tác khác nhau

Các nghiên cứu về gen xylA của Streptomyces violaceoniger có chỉ ra rằng xylA

và xylB thúc đẩy phiên mã ở đối diện hướng Sự tồn tại của các chất xúc tác khác nhau trong Streptomyces spp và prokaryote khác đã được báo cáo trước đây Trình tự phân tích đã chỉ ra sự hiện diện của 1/3 đọc khung hình, trong đó mã hóa một protein điều Hai gen được ngăn cách bởi một khu vực ngắn (195 bp), trong đó tiết lộ sự hiện diện của một phần tử đối xứng với palindromic đặc trưng của các nhà khai thác vi khuẩn Hai gen được phiên mã divergently từ trong một chuỗi 114-bp tách hai vùng mã hóa, trái ngược với trước đó quan sát gen xylA và xylB là một phần của một operon Sao chép các phạm

vi hoạt động bắt đầu là 40 và 20 bp phần xuống của các phạm vi hoạt động bắt đầu dịch của xylA và xylB tương ứng Xúc tác của các gen chia sẻ 33 bp phủ lên nhau trình tự trong các khu vực untranscribed giữa hai gen Phiên mã của gen xyl S rubiginosus gây

ra bởi xylose và bị ức chế bởi glucose Người ta tin rằng 114-bp khu vực intergenic nucleotide cung cấp các ràng buộc về hoạt động cho các protein điều hòa

1.7.4 Sự ức chế catabolite

Sự biểu hiện của operons xyl trong Salmonella typhimurium và E coli dường như được quy định bởi một cơ chế kiểm soát tích cực và ức chế catabolite tác dụng bởi glucose Ngoài ra, một tác dụng điều tiết của xylose isomerase chính nó đã được mô tả cho E Coli Trong E coli, ức chế catabolite thông qua kích hoạt phiên mã bởi catabolite gen hoạt hóa protein và cyclic AMP (cAMP) Bacillus subtilis, operon xyl phủ định sự gối lên nhau bởi repressor xyl và cảm ứng bởi xylose Các cAMP-cAMP cơ chế trung gian thụ thể quan sát thấy ở vi khuẩn E Coli không chức năng B subtilis, bằng chứng là các quan sát như vậy nồng độ cAMP là không bị ảnh hưởng bởi nồng độ của chất ức chế catabolite, các protein thụ thể cAMP đã không được phát hiện trong các vi khuẩn gram dương và ức chế catabolite trong B Subtilis là tiêu cực tại các mức độ phiên mã Jacob

et al đã chứng minh rằng glucose ức chế xảy ra ở mức độ phiên mã, là độc lập của một gen điều khiển chức năng cảm ứng xylose và phụ thuộc trên một trình tự cis trong khung đọc dịch của xylA Các nghiên cứu của Kraus et al Chứng tỏ rằng glucose cho thấy một loại trừ cảm ứng bổ sung loại áp xylA độc lập của cis-hành động yếu tố nhưng đòi hỏi một xylR chức năng và phụ thuộc vào nồng độ glucose và inducer (xylose) Trong kết luận, tổ chức của xylA và xylB dường như được bảo tồn cao độ trong tất cả các vi khuẩn Hai gen luôn liền kề với nhau, nhưng kiểm tra kỹ hơn cho thấy đánh dấu sự khác biệt trong tổ chức của nó, như trong hính dưới:

Trong Bacillus subtilis, các gen xylR có một phân cực ngược lại đến các gen xylA không giống như trong Staphylococcus xylosus và Lactobacillus spp Trong Streptomyces spp, các gen được phiên mã xylA và xylB divergently sợi khác nhau, trong khi ở vi khuẩn E coli, Lactobacillus spp Và Bacillus spp Đã ược phiên mã từ cùng một sợi Các phân tích gen xyl từ một loạt các sinh vật sẽ giúp hình thành một ý kiến đồng thuận về việc tổ chức di truyền và các quy định của các gen xyl.

1.7.5 Cải thiện di truyền của glucose isomerase bằng đột biến có định hướng phạm vi hoat động

Những tiến bộ trong kỹ thuật DNA tái tổ hợp cho phép thành công cách ly gen của protein Kỹ thuật protein bởi thao tác của các gen của họ là trình bày một cách tiếp cận khả thi trong đó bổ sung cho cấu trúc chức năng nghiên cứu thực hiện bởi phương pháp tồn tại từ trước và cho phép sản xuất protein thích hợp thực hiện với những đặc tính mong muốn để cho một cái nhìn đầy đủ về cơ chế của enzyme Những nghiên cứu này dẫn đến một giả thuyết mà có thể được xác định bởi kỹ thuật protein Đột biến có