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α-淀粉酶(α-amylase)为α-1，4-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶(α-1，4-glucan-4-glucanohydrolaseEC.3.2.1.1)，能水解淀粉分子内部α-1，4-葡萄糖苷键，水解产物有糊精、麦芽寡糖、麦芽糖和葡萄糖，是最重要的工业酶制剂之一，已广泛应用在食品、发酵、纺织、造纸和制药等诸多行业。本文主要对一株分离自连云港海域的低温α-淀粉酶产生菌株GS230的鉴定、产酶发酵条件、α-淀粉酶基因的克隆和在大肠杆菌中的表达、重组酶的纯化和酶学性质等进行了较为系统的研究。
从连云港高公岛海域筛选到一株产低温淀粉酶的菌株GS230。该菌株为革兰氏阴性杆菌、有荚膜、无芽孢，直径为0.5-0.7μm×1.1-1.7μm，菌株生长温度范围4-35℃，最适生长温度25℃；生长pH范围为4-11，其最适生长pH为7.0；生长NaCl浓度范围为0-10％，最适NaCl浓度为5％；根据其形态特征、生理生化特性以及16SrRNA基因序列分析结果，鉴定菌株GS230为Pseudoalteromonasarctic。
P.arcticGS230菌株发酵24h后到达产α-淀粉酶高峰，产酶温度范围为4-35℃，最适产酶温度为20℃；产酶pH范围为4.0-10.0，最适产酶pH为8.0；装液量在15-25％范围内产酶最高。可溶性淀粉、糊精、马铃薯淀粉、牛肉膏和蛋白胨促进产酶；正交优化实验中在0.4％的可溶性淀粉、0.25％的牛肉膏、1.5％的蛋白胨以及2.5％的接种量下，发酵32h产酶量达到最高。
根据NCBI中已报道的α-淀粉酶的基因序列设计简并引物，通过PCR方法获得了P.arcticGS230α-淀粉酶基因的保守序列，通过在基因的上下游保守区设计引物，扩增了α-淀粉酶基因两端的序列。通过序列分析和拼接获得了编码P.arcticGS230α-淀粉酶基因，全长1431bp。经生物信息学软件分析该基因与P.haloplanktis的α-淀粉酶亲缘关系最近，同源性达到98％。该α-淀粉酶基因含有与4个α-淀粉酶保守区域。通过分析密码子的使用情况得知，该α-淀粉酶存在着少数稀有密码子。
研究了重组酶的纯化和酶学性质。经过DEAE离子交换层析、Ni亲和层析重组酶得到纯化。对重组酶酶学性质研究发现，该酶的分子量约为51.5KD与分析一致。重组α-淀粉酶的最适作用温度30℃，在0℃和5℃分别有33％和50％的酶活力。Ca2+可以提高重组α-淀粉酶的热稳定性，酶在20、30、40℃分别保温2.5h后，其残余酶活分别为74％、27％和2％。重组酶最适作用pH为7.5，在pH9有40％残余酶活。该酶在30℃1h，pH5-9的范围内有较好的热稳定性。K+、Na+对酶有激活作用，Hg2+、Cu2+、和Fe3+等能够强烈抑制酶活性。1mmol/L和5mmol/LN-溴代丁二酰亚胺对酶的活性具有较强抑制作用。该酶的Km为7.28mg/mL，Vmax为13.07mg/(mL-min)。