棉花两个β-甘露糖苷酶cDNA的克隆及其特征

从陆地棉纤维cDNA文库中分离出两个B-甘露糖苷酶的cDNA克隆,GhManAl和GhManA2.它们的开放读码框编码长度分别为834个氨基酸和976个氨基酸的多肽序列,这两个多肽C-末端的747个氨基酸残基是完全一致的,而N-末端的序列差异较大.GhManAl和GhManA2均属于糖基水解酶家族2的成员,它们与其它植物来源的该家族中β-甘露糖苷酶之间具有较高的同源性,而与非植物来源的β-甘露糖苷酶之间的同源性较低,但不同蛋白序列中均存在糖基水解酶家族2的酶催化活性所需的两个Glu保守残基.这两个多肽的N-末端均没有信号肽序列,因此可能为胞内酶.从表达特征来看,GhManA1属于组成型表达基因,而GhManA2则为纤维细胞优势表达基因.     

壳多糖酶研究的概况及最新进展

壳多糖酶专一性水解壳多糖中的β－1,4糖苷键,在自然界的碳循环中具有极其重要的意义．壳多糖酶分布广泛,功能多样,在真菌生长发育、植物抗真菌感染等生理过程中壳多糖酶均发挥重要作用．文章概述了壳多糖酶研究的现状及最新进展,介绍了壳多糖酶的分布、理化性质、催化性质、在细胞中的定位及其调控;简介了近年来真菌和植物壳多糖酶研究的动态及最新进展.     

一种利用DSA-FACE分析寡糖链的方法

目的：优化糖链结构分析方法,满足高通量、高灵敏度和快速分析糖基结构的要求。方法：基于DNA测序仪的荧光糖电泳（DSA-FACE）,将糖蛋白经过糖苷酶酶切获得糖链,并与荧光标记物8-氨基芘基-1,3,6-三磺酸（APTS）进行衍生化反应,标记样品经过Sephadex-G10、HPLC纯化后,用DNA3100测序仪电泳分离,用Genescan3.7软件进行数据分析。结果：利用DSA-FACE技术分析了标准品Man5GlcNAc2和Gal2GlcNAc2Man3GlcNac2,并得到糖蛋白牛核糖核酸酶B的5种N-糖基结构（Man5～9GlcNAc2）。结论：DSA-FACE是分析糖基结构的有效技术手段,能够实现对糖基结构的高通量、高灵敏度和快速分析。     

黑曲霉产木聚糖酶的分离纯化与鉴定研究

木聚糖酶的分离纯化是对其进行酶学研究和分子改良研究的基础。利用实验室选育的黑曲霉菌株Aspergillus niger SM24/a进行木聚糖酶发酵,粗酶液经过(NH_4)_2SO_4分级沉淀Bio-Gel P6除盐、UNO sphere Q阴离子交换和Enrich SEC70凝胶色谱层析四个步骤的分离纯化,成功获得了3种木聚糖酶蛋白定义为X-Ⅰ、X-Ⅱ和X-Ⅲ。随着纯化步骤的增加,各组分酶比活力得到显著提高,其数值分别为37.41、34.56和53.96 U/mg,纯化倍数分别为3.96、3.66和5.72。经质谱分析和蛋白氨基酸序列比对,初步认定X-Ⅰ属于糖基水解酶第十家族内切-β-1,4-木聚糖酶,X-Ⅱ和X-Ⅲ均属于糖基水解酶第十一家族木聚糖酶。     

重构酿酒酵母N-糖基化途径生产人源化糖蛋白

【目的】为了在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中生产人源化的糖蛋白,必须对N-糖基化途径进行基因工程改造。作者通过敲除一些酵母N-糖基化途径中的特异性糖基转移酶,得到一株可以用于继续表达人类糖基转移酶的重组菌,并通过生长适应性进化技术回复其细胞生长能力。【方法】首先运用酵母遗传学和分子生物学技术敲除酿酒酵母的α-1,3-甘露糖基转移酶基因(ALG3)、α-1,6-甘露糖基转移酶基因(OCH1)和α-1,3-甘露糖基转移酶基因(MNN1)。采用蔗糖酶(invertase)活性染色实验初步检测N-糖链的变化,然后通过高效液相色谱和甘露糖苷酶酶切实验对其糖链结构进行鉴定。重组菌通过在高温条件下进行生长适应性进化,筛选出生长能力回复突变的菌株。【结果与结论】构建了Δalg3Δoch1Δmnn1菌株得到人类糖基化中间体Man5GlcNAc2,并对上述三缺陷型菌株进行适应性进化提高其细胞生长能力和环境适应能力。此外,作者还发现,该重组菌存在少量Man6GlcNAc2结构的糖链。经体外α-1,2-甘露糖苷酶切处理后,糖链Man5GlcNAc2和Man6GlcNAc2均转化为Man3GlcNAc2,表明形成Man3GlcNAc2之后的甘露糖之间均通过α-1,2-糖苷键连接。Δalg3Δoch1Δmnn1菌株的构建获得了生产人源化糖蛋白的酿酒酵母表达系统,为进一步糖基化改造和工业应用提供了良好的基础。     

东方肉座菌EU7-22木聚糖酶和木糖苷酶基因克隆及生物信息学研究

东方肉座菌EU7-22具有高产半纤维素酶的能力。根据已报道的同属里氏木霉及绿色木霉木聚糖酶,木糖苷酶相关基因序列,设计PCR引物扩增出东方肉座菌内切木聚糖酶(XYNⅠ,XYNⅡ)及β-木糖苷酶(β-BXL)基因。序列经NCBIBlast分析:东方肉座菌xynⅠ基因与里氏木霉xyn1基因(X69573.1)的同源性最高达到91%;xynⅡ基因与绿色木霉xyn2基因(EF079061)同源性最高达到93%;β-bxl基因与里氏木霉β-bxl1基因(Z69257.1)的同源性最高达到94%。生物信息学分析表明内切木聚糖酶Ⅰ和Ⅱ均属于糖基水解酶家族11,N末端前19个氨基酸均为信号肽。内切木聚糖酶Ⅰ分子量为24.13kD,等电点为7.87,含有3个糖基化位点;内切木聚糖酶Ⅱ分子量为24.44kD,等电点为4.86,含有1个糖基化位点;β-木糖苷酶属于糖基水解酶家族3,分子量为87.27kD,等电点为5.49,N末端前20个氨基酸为信号肽,含有8个糖基化位点。利用SWISS-Model对木聚糖酶,木糖苷酶蛋白质三级结构进行了预测和模拟。对木聚糖酶和木糖苷酶基因及其编码蛋白质的生物信息学分析,为进一步研究这些基因的表达与调控、构建高效利用纤维素组份的工程菌株奠定基础。     

纤维二糖水解酶I基因的系统进化分析

纤维二糖水解酶I（CBHI）是生物降解纤维素的一种重要的外切酶,它作用于纤维素分子末端,水解β-1,4-糖苷键。纤维二糖水解酶由3个部分组成：具有催化活性的催化结构域,作用为锚定纤维素的纤维素结合域以及连接这两个结构域的一段短肽。已知催化结构域属于糖基水解酶家族7（GH7）,纤维素结合域属于糖类结合模块家族1（CBMl）。为进一步探索CBHI编码基因之间的进化关系,本研究依据CBHI的结构域在GenBank数据库中搜索并鉴定CBHI编码基因并据此构建系统发育树。序列的平均长度为1776bp,平均GC含量为57．64％,平均转换颠换比为0．71,平均遗传距离为0．424。得出结论CBHI编码基因只存在于真菌中,是一个相对活跃的基因,它的进化与物种的进化有着密切的关系。     

真核生物α-甘露糖苷酶生物信息学分析

α-甘露糖苷酶(α-mannosidase,α-Man)是真核生物蛋白质N-聚糖修饰的关键酶,其对甘露糖残基的修剪过程是糖蛋白N-糖链复杂化的必要步骤,对蛋白质的合成及正确构象的折叠起决定性作用。根据α-Man的功能特异性,其一般被分为糖基水解酶38家族(glycosyl hydrolase 38 family,GH38)、糖基水解酶47家族(glycosyl hydrolase 47 family,GH47)两个家族。利用生物信息学分析GH38家族与GH47家族在进化上的关系和氨基酸序列保守性以及不同物种内质网Ⅰ型甘露糖苷酶(endoplasmic reticulum ManⅠ,ERManⅠ)的理化性质、结构特点、功能特征后发现,GH47家族比GH38家族在进化上更早且保守性更好;α-Man基因在不同物种中长度存在明显差异,物种越高等基因平均长度越长;真核生物ERManⅠ均为亲水性不稳定蛋白质,其氨基酸序列存在跨膜螺旋并含有信号肽,且蛋白质空间构像为桶状,包含Ca~(2+)结合位点。文中对α-Man的生物信息学分析可以为研究α-Man在生命过程中的作用提供重要的信息。     

桔青霉木聚糖酶基因克隆及其在毕赤酵母中的表达及活性分析

通过同源序列PCR克隆的方法,获得桔青霉(Penicillium citrinum)CR-2菌株的木聚糖酶编码基因xyl,该基因全长984 bp,编码327个氨基酸,无内含子序列,具有完整开放阅读框。其编码的氨基酸序列N端具有一段包含19个氨基酸的信号肽序列,并具有糖基水解酶第10家族(GH10)的保守催化域特征,推测该酶属于第10家族成员。将该基因与毕赤酵母表达载体pPIC9相连接构建重组载体pPIC9-XYL,电击转化至毕赤酵母GS115菌株中。挑选阳性重组子经测序、酶活性以及SDS电泳分析表明,xyl基因成功在毕赤酵母中分泌表达,重组酶活性可达214.15 IU/mL。该重组酶最适温度与最适pH分别为50℃和4.5,且具有良好的pH和热稳定性。     

序列固相凝集素亲和层析法研究大鼠诱发肝癌中碱性磷酸酶ALP的糖链变化

 凝集素是一种能同复合糖中不同糖基序列特异性相结合的糖结合蛋白质。本文在研究二乙基亚硝胺诱发肝癌中碱性磷酸酶(ALP)活力和同工酶的基础上,利用四种固相凝集素柱组成的序列亲和层析,配合外切糖苷酶β-N-酰氨基葡萄糖苷酶,研究了诱发肝癌ALP糖链中“Bisecting”GlcNAc残基的变化。研究结果表明:(1)大鼠诱发肝癌ALP的活性较正常肝脏明显增高,其性质和正常肝脏ALP基本相同,两者均属于组织非特异性ALP,提示大鼠肝癌发生过程中没有同工酶谱的变化。(2)大鼠诱发肝癌ALP糖链的“Bisecting”GlcNAc残基含量较正常鼠肝明显增加。     

细菌生物被膜核心胞外多糖靶向水解酶的生物信息挖掘北大核心

【目的】胞外多糖是生物被膜不可或缺的重要成分,在细菌致病和耐药过程中发挥着重要作用。运用酶制剂针对生物被膜的核心胞外多糖进行靶向清除,能够从根本上破坏细菌生物被膜的核心骨架,有助于战胜细菌生物被膜导致的危害。【方法】本研究针对常见致病菌生物被膜核心胞外多糖Pel、Psl、褐藻胶、N-乙酰氨基葡萄糖(Poly-β(1,6)-N-acetyl-D-glucosamine,PNAG)和纤维素,基于NCBI数据库中丰富的基因序列信息,筛选靶向生物被膜核心胞外多糖的水解酶,进一步运用phyre2、SWISS-MODEL等生物信息工具,分析了这些水解酶的理化性质、遗传进化、功能域及三维结构。【结果】筛选获得了153个靶向生物被膜核心胞外多糖的水解酶及其序列信息。其中,靶向Pel胞外多糖的水解酶共30个,属于糖苷水解酶114家族(glycoside-hydrolase family GH114);靶向Psl胞外多糖的水解酶共25个,属于糖苷水解酶超家族(glyco_hydro super family);靶向褐藻胶胞外多糖的水解酶共33个,属于褐藻胶裂解酶超家族(Alg Lyase superfamily);靶向PNAG胞外多糖的水解酶共30个,属于糖苷水解酶13家族(glycoside-hydrolase family GH13);靶向纤维素胞外多糖的水解酶共35个,属于糖苷水解酶8家族(glycosyl hydrolases family GH8)。【结论】这些水解酶菌具备靶向瓦解生物被膜核心胞外多糖的潜力,亟待进一步开发与应用。本研究提供了迄今为止最为全面的生物被膜核心胞外多糖水解酶序列组成及生物信息,为生物被膜的精准预防和靶向控制奠定扎实的数据基础。     

腾冲嗜热厌氧杆菌6-磷酸-β-葡萄糖苷酶的表达与结晶及其功能鉴定

6-磷酸-β-葡萄糖苷酶 (PbgL,EC 3.2.1.86) 催化由磷酸烯醇式丙酮酸 糖磷酸转移酶系统(PEP-PTS)转运入胞内的某些磷酸化二糖水解．一段来自腾冲嗜热厌氧杆菌 (Thermoanaerobacter tengcongensis) 编码PbgL (436个氨基酸残基) 的开放阅读框 (ORF TTE0337)被成功克隆,并在大肠杆菌BL21(Escherichia coliBL21)中有活性地表达．序列分析显示,该6-磷酸-β-葡萄糖苷酶属于糖基水解酶家族4(GH4),与枯草杆菌(Bacillus subtilis)的LicH,海栖热袍菌(Thermotoga Maritima)的BglT的一致性分别为62%和40%．纯化后的重组PbgL(rPbgL)经SDS-PAGE分析,为1条分子量约50 kD的蛋白条带,与推测的分子量大小一致．该酶需要Mn²⁺、NAD⁺ 和 还原剂为辅因子,能专一性地水解pNPβG6P,并在85 ℃达到最高酶活性．Western免疫印迹实验,利用针对rPbgL的多克隆抗体血清,能从腾冲嗜热厌氧杆菌胞内检测到PbgL的表达．此外,rPbgL的蛋白晶体已被筛选获得,并收集到2.4Å分辨率的衍射数据．采用分子置换法的结构解析目前仍在进行中．     

巨大芽孢杆菌β-淀粉酶基因的克隆、表达和酶学性质分析

从巨大芽孢杆(Bacillus megaterium)的全基因组DNA文库中筛选出一个β-淀粉酶基因amyG,分析测定了其核苷酸序列并进行了诱导表达;其中amyG编码的蛋白有545个氨基酸、分子量为60.194 kD,与已报道的巨大芽孢杆菌DSM319的β-淀粉酶序列有着94.5%的同源性.经氨基酸序列比较分析发现,AmyG从N末端到C末端依次由信号肽域、糖基水解酶催化功能域和淀粉结合域3个功能域组成.其中催化功能域里含有第14家族糖基水解酶常见的几个高度保守的酶催化活性区.经多步纯化,重组酶的比活共提高了7.4倍,获得凝胶电泳均一的蛋白样品;经SDS-PAGE电泳测定,酶AmyG的分子量为57 kD.该酶的最适反应温度为60℃,最适反应pH为7.0;在温度不超过60℃时,酶活较稳定:AmyG能迅速降解淀粉生成麦芽糖,属于外切β-糖苷酶.     

美洲大蠊肠道产7-木糖紫杉烷糖基水解酶菌株的筛选及鉴定

旨在筛选美洲大蠊肠道具有产7-木糖紫杉烷糖基水解酶性能的内生菌,并对其进行生物学鉴定.以实验室保存的178株美洲大蠊肠道内生菌为研究对象,采用刚果红透明圈法和荧光显色法筛选产木聚糖酶菌株,进一步利用薄层色谱法筛选产7-木糖紫杉烷糖基水解酶菌株.在此基础上,选取一株高产7-木糖紫杉烷糖基水解酶菌株进行形态学、生理生化和分...     

金银花花蕾中的新三萜皂甙

从金银花 (LonicerajaponicaThunb .)花蕾中分离得六个化合物 (A—F) ,据化学降解和波谱数据 ,推定了它们的化学结构 ,其中F为一新化合物 ,命名为新常春皂甙F ,其化学结构为 :3-氧 - β -D -葡萄吡喃糖基 (1→ 4 ) - β -D -葡萄吡喃糖基 (1→ 3) -α -L -鼠李吡喃糖基 (1→ 2 )α -L -阿拉伯吡喃糖基 -常春皂甙元 - 2 8-氧 - β -D -葡萄吡喃糖基 (1→ 6 ) -β -D -葡萄吡喃糖基酯 (F)。其它五个化合物的结构分别为 :常春皂甙元 - 3-氧 -α -L -鼠李吡喃糖基 (1→ 2 ) -α -L -阿拉伯吡喃糖甙 (A) ,3-氧 -α -L -鼠李吡喃糖基 (1→ 2 ) -α-L -阿拉伯吡喃糖基 -常春皂甙元 - 2 8-氧 - β -D -吡喃木糖基 (1→ 6 ) - β -D -葡萄吡喃糖基酯 (B) ,3-氧 -α -L -鼠李吡喃糖基 (1→ 2 ) -α -L -阿拉伯吡喃糖基 -常春皂甙元 -2 8-氧 - β -D -葡萄吡喃糖基 (1→ 6 ) - β -D -葡萄吡喃糖基酯 (C) ,3-氧 -α -L -鼠李吡喃糖基 (1→ 2 ) -α -L -阿拉伯吡喃糖基 -常春皂甙元 - 2 8-氧 -α -L -鼠李吡喃糖基 (1→2 ) [β -D -吡喃木糖基 (1→ 6 ) ]- β -D -葡萄吡喃糖基酯 (D) ,3-氧 - β -D -葡萄吡喃糖基 (1→ 3) -α -L -鼠李吡喃糖基 (1→ 2 )α -L -阿拉伯吡喃糖基 -常春皂甙元 - 2 8-氧 - β-D -葡萄吡     

滇皂角中一个新三萜皂苷GS -C''''

从滇皂角GleditsiadelavayiFranch荚果的水溶性部分分离到一个含有 8个糖基的三萜皂苷。运用光谱方法鉴定其结构为 :3-O - β -D -吡喃木糖基 (1→ 2 ) -α -L -阿拉伯吡喃糖基(1→ 6 ) - β -D -葡萄吡喃糖基 - 2 8-O - β -D -吡喃木糖基 (1→ 3) - β -D -吡喃木糖基 (1→4 ) -α -L -鼠李吡喃糖基 (1→ 2 ) - [α -L -鼠李吡喃糖基 (1→ 6 ) ]- β -D -葡萄吡喃糖基刺囊酸 (GS C′)。应用 2DNMR谱 ,包括TOCSY ,1H 1HCOSY ,HMQC ,HMQC TOCSY ,HMBC和ROESY谱 ,全归属了其氢和碳的化学位移。     

枸杞胼胝质酶基因克隆及在雄性不育材料中的表达分析

以雄性不育枸杞‘宁杞5号’和正常可育枸杞‘宁杞1号’为材料,提取不同发育时期枸杞花蕾RNA,反转录合成cDNA,利用胼胝质酶的β-1,3-葡聚糖酶属性进行同源克隆和半定量RT-PCR分析.结果表明:(1)所克隆的胼胝质酶基因(LG1)属于植物糖基水解酶第17家族基因,编码344个氨基酸,有5个氨基酸保守区在4种植物的花药β-1,3-葡聚糖酶基因中都存在.(2)LG1在正常可育枸杞花药中高量表达,在雄性不育枸杞花药中表达沉默,但基因序列并没有发生突变.(3)经苯胺蓝染色观察,雄性不育枸杞花药四分体分解受阻与LG1基因表达沉默同步.研究结果提示,LG1基因是受不育基因调控的下游基因,参与了枸杞花粉的败育过程,LG1基因沉默是雄性不育枸杞花粉败育的一个重要原因.     

植物β-葡萄糖苷酶的研究进展

β-葡萄糖苷酶是一种糖苷水解酶,广泛存在于动物、植物和微生物中。β-葡萄糖苷酶能够水解非还原性末端糖基,在植物细胞壁代谢、植物激素激活以及逆境防御等方面发挥着重要作用。β-葡萄糖苷酶依据其氨基酸序列可以分为GH1、GH3、GH5、GH7、GH9、GH12、GH35、GH116等8个家族;但是,目前仅对GH1和GH3有较深入的研究,其他家族的功能依旧不清楚。综述了近年来植物中β-葡萄糖苷酶的结构、理化性质、底物特异性、催化机制以及糖苷水解酶家族在植物中的功能等方面的研究进展,总结了植物中β-葡萄糖苷酶研究中存在的问题,并指出今后的研究方向。     

泛素C末端水解酶L1对神经元的保护作用

泛素C末端水解酶L1(UCH-L1)是一种在脑内高度表达,具有泛素水解酶、泛素连接酶和稳定泛素单体功能的去泛素化酶．UCH-L1参与维持神经元突触的正常形态及功能,并能够缓解β-淀粉样蛋白诱导的长时程增强(LTP)缺失及记忆障碍;此外,UCH-L1的突变体I93M与家族性帕金森氏病相关,而UCH-L1的S18Y多态性则对神经元具有保护作用．通过研究UCH-L1的结构、功能及其在神经系统的作用机制,可以为阿尔茨海默病、帕金森氏病等神经退行性疾病的治疗提供相关思路和借鉴．     

西南远志中一个新的三萜皂苷

从西南远志根中分离得到3个齐墩果酸型皂苷类化合物,根据理化性质和波谱数据鉴定其结构分别为3-O-β-D-葡萄糖基presenegenin 28-O-α-L-阿拉伯糖基-(1→3)-β-D-木糖基-(1→4)-[β-D-芹糖基-(1→3)]-α-L-鼠李糖基-(1→2)-[β-D-葡萄糖基-(1→3)]-[4-O-(E/Z)-3″,4″,5″-三甲氧基肉桂酰基]-β-D-岩藻糖基酯(1)、3-O-β-D-葡萄糖基presenegenin 28-O-β-D-木糖基-(1→4)-α-L-鼠李糖基-(1→2)-[α-L-鼠李糖基-(1→3)]-[4-O-(E/Z)-对甲氧基肉桂酰基]-β-D-岩藻糖基酯(2)和3-O-β-D-葡萄糖基presenegenin 28-O-α-L-阿拉伯糖基-(1→4)-β-D-木糖基-(1→4)-[β-D-芹糖基-(1→3)]-α-L-鼠李糖基-(1→2)-[4-O-(E/Z)-对甲氧基肉桂酰基]-[α-L-鼠李糖基-(1→3)]-β-D-岩藻糖基酯(3),其中化合物1为新化合物,化合物2和3首次从该植物中分离得到。