华根霉胞内脂肪酶同功酶酶学性质研究

华根霉(Rhizopus chinensis CCTCCM201021)细胞破碎液经硫酸铵分级盐析、Phenyl-Sepharose FF疏水层析、DEAE-Sepharose FF离子交换层析和Sephadex G100凝胶层析得到两种脂肪酶同功酶:Lip1和Lip2。SDS-PAGE显示其亚基分子量分别为59.2kD和39.4kD。Lip1和Lip2的最适反应pH和最适反应温度相近,分别为8.0、8.5和40℃、35℃。但底物专一性差异明显:Lip1对pNP脂肪酸酯的长链脂肪酸有较高的专一性,Lip2对pNP脂肪酸酯的短链脂肪酸专一性较好;Lip1对三油酸甘油酯表现1,3-位置特异性,而Lip2没有位置选择性。1mmol/L的Ca2 、Mg2 对Lip1、Lip2有较好的激活作用;SDS强烈抑制酶活力。Lip1、Lip2在环己烷、正己烷、正庚烷和异辛烷(30%V/V)中稳定性良好。     

华根霉脂肪酶在黑曲霉中的重组表达研究

将华根霉脂肪酶基因RCL在黑曲霉中进行了重组表达。通过PCR技术分别获得黑曲霉Pgpd启动子和RCL-Ttrp C融合片段并克隆至质粒p CHAMBIA230,构建出RCL超表达载体p CHAMBIA2302∷Pgpd-RCL-Ttrp C。将该载体通过冻融法转化农杆菌EHA105,进而通过农杆菌介导转化法转化黑曲霉,随机挑选7株转化子,进行PCR和Southern杂交鉴定,均为阳性。对这7株转化子进行发酵和脂肪酶活力测定,结果显示,所有转化子均能表达RCL,其中T6转化子的脂肪酶活力最高,达到71 U/m L。SDS-PAGE分析表明,重组表达的RCL的分子量约为37 k D。     

华根霉产脂肪酶发酵培养基的研究

我对摇瓶培养基存在的豆饼粉含量较高,发酵过程中产生大量泡沫,放大困难的问题,在用华根霉发酵生产脂肪酶中,以豆饼粉－蛋白胨培养基为出发培养基,经优化后的培养基组成为：工业蛋白胨６％,豆饼粉２％,卵磷脂１％,葡萄糖１％,磷酸氢二 酸镁０．０５％。与优化前相比,不仅减少了发酵过程中产生的泡沫,有利于大罐发罐,而且减少了豆饼粉残留,酶活提高１０％。     

理性设计二硫键提高华根霉脂肪酶热稳定性

【背景】华根霉脂肪酶的工业应用前景广泛,但是受到酶热稳定性较差的限制。【目的】对华根霉Rhizopus chinensis CCTCC M201021脂肪酶r27RCL分子结构进行理性设计,以提高该酶热稳定性。【方法】以Disulfide by design软件筛选r27RCL分子表面能够形成二硫键的突变位点,共得到7对二硫键突变。利用全质粒PCR进行定点突变,并在毕赤酵母中表达获得突变酶。【结果】最佳突变酶m9/10 (S85C-Q145C)与野生型酶r27RCL相比,60°C下的半衰期分别提高了4.5倍,T_m值提高了4.2°C,而催化活性保持不变。蛋白质晶体结构模拟显示,位于β2折叠上的85C和位于α4螺旋上的145C可形成二硫键,从而提高酶的热稳定性。【结论】酶分子中引入新增二硫键可以显著提升酶的热稳定性。     

华根霉合成活性脂肪酶液态发酵菌体形态调控的研究

华根霉(CCTCC M201021)膜结合脂肪酶在非水相中具有突出的催化酯合成的能力,在生物香料、生物柴油生产等工业应用中具有良好的前景.与许多丝状真茵形态影响其初级及次级代谢产物的生产相类似,华根霉在液态发酵中也会形成不同的茵体形态,显著影响合成活性膜结合脂肪酶的发酵水平.本研究以华根霉菌体形态及脂肪酶合成活性为指标...     

易错PCR提高华根霉脂肪酶的热稳定性

为了提高华根霉Rhizopus chinensis CCTCC M201021脂肪酶的热稳定性,运用定向进化-易错PCR的方法,经两轮易错PCR引入突变,利用fast-blue RR顶层琼脂法对突变文库进行筛选,第一轮易错PCR后筛选到2株突变菌株,第二轮筛选到4株突变株。第二轮最佳突变株Ep2-4,其中3个氨基酸发生了突变：A129S、P168L和V329A。该突变酶ep2-4在60 ℃下半衰期相对原始酶r27RCL提高5.4倍,T50值提高7.8 ℃。酶学性质研究表明,突变酶ep2-4在热稳定性提高的基础上,仍保有良好的催化活性。蛋白质三维结构模拟显示,突变A129S可以和Gln133形成氢键,增加了酶表面的亲水性和极性;P168L可以与邻近的Leu164形成疏水键,导致突变酶的热稳定性提高。     

诱导温度调控华根霉(Rhizopus chinensis)前导肽脂肪酶的表达及稳定性研究

比较了7 L发酵罐中不同诱导温度对华根霉前导肽脂肪酶在巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)中表达水平和稳定性的影响。通过实验表明在28℃条件下,最大酶活可以达到1412.5 U/mL,是30℃条件下的2.3倍,25℃条件下的1.3倍;而其产率可以达到12811 U/L·h~(-1),比产率达到82.6 U/g_(DCW)·h~(-1)。同时,在实验过程中发现诱导温度对目的蛋白的降解和聚合有重要的影响。通过对蛋白酶活性的测定和还原SDS-PAGE证实随着诱导温度的提高,蛋白酶活性急剧上升,从而导致由前导肽(37 kD)降解为成熟肽(30 kD)的降解作用的加剧。此现象在30℃条件下最为明显,在诱导84 h时前导肽已经全部降解为成熟肽。另外,通过非还原SDS-PAGE和分析表明随着诱导温度的提高也导致了二聚体的含量也逐渐增加。     

基因拷贝数和甲醇浓度对重组毕赤酵母产华根霉脂肪酶的影响

将华根霉脂肪酶基因克隆到甲基营养型毕赤酵母中表达,以甲醇利用快型菌株为宿主,在7 L发酵罐水平对脂肪酶基因拷贝数分别为3、5、6的3株基因重组菌——XY RCL-3、XY RCL-5、XY RCL-6进行高密度发酵调控,同时研究了甲醇浓度对表达华根霉脂肪酶的影响。结果表明,XY RCL-5在相同条件下发酵产酶能力高于XY RCL-6和XY RCL-3,最适甲醇诱导浓度控制在0.1%±0.02%时,酶活可达到12 500 U/mL,菌体干重达到204 g/L,蛋白浓度也能达到8.02 g/L。     

华根霉脂肪酶有机相合成酶活的研究

通过比较7种微生物脂肪酶的有机相合成酶活、水相水解酶活及在正庚烷中催化己酸乙酯合成的能力,证明了合成酶活与水解酶活相关性不高,合成酶活比水解酶活更能反映脂肪酶的合成能力。通过比较两株华根霉(Rhizopus chinensis)脂肪酶酶活,发现合成酶活相差较大,表明相同种属微生物的脂肪酶合成酶活存在不同。对．Rhizopus chinensis-2液态发酵产脂肪酶进程研究发现,水解酶活高峰先于合成酶活高峰大约12h。将不同培养时间的Rhizopus chinensis-2全细胞脂肪酶用于催化己酸乙酯合成,具有高合成酶活的全细胞脂肪酶催化己酸乙酯合成反应较快。因此,全细胞脂肪酶用于催化有机相酯合成反应时,具有高脂肪酶合成酶活的菌体具有较好的催化酯合成能力。     

华根霉液态培养生产脂肪酶不同形态菌体的转录组差异分析

【背景】作为发酵工业中一类重要的生产菌株,丝状真菌目的产物的形成与菌体形态有着紧密的联系。华根霉(Rhizopus chinensis)CCTCC M201021是从我国传统酿造浓香型白酒大曲中筛选到的一株丝状真菌,其生成的包括脂肪酶在内的酶蛋白具有较高的工业应用价值。【目的】华根霉(Rhizopus chinensis)CCTCC M201021在脂肪酶液态发酵中形成两种不同形态菌体,发酵表现差异明显。本研究考察华根霉不同菌体形态及其细胞代谢在转录组水平的内在差异。【方法】基于RNA-Seq高通量转录组测序,分别对液态培养获得的不同形态华根霉菌体高表达和显著差异表达的转录基因进行功能分析。【结果】两种形态菌体转录组存在明显的差异。利用RPKM值对表达量最高的前20个基因进行分析,聚集态菌体高表达基因主要为不同类别的核糖体蛋白,而分散态菌体中与细胞形态相关的几丁质酶及与信号传导相关的基因也是高表达基因。在两种形态菌体显著差异表达的20个基因中,除了涉及代谢的基因有明显不同外,分散态菌体中也有一些涉及\"细胞过程与信号\"的基因上调表达显著。两种形态菌体中独有表达基因总体表达量均较低,但聚集态菌体独有表达基因在基因种类和表达量上都要明显高于分散态菌体。同时,转录分析表明,华根霉脂肪酶在聚集菌体中较高的生产水平与脂肪酶基因的高水平转录有关。【结论】菌体形态的差异显著影响了华根霉的转录组,不仅不同形态菌体高表达基因和显著差异表达基因有明显不同,而且功能相同的蛋白在不同菌体形态下也多是由不同基因表达,它们可能承担着不同的作用。总体而言,华根霉聚集态菌体中存在更为复杂的生理过程,而分散菌体中受到信号的传导和调控似乎更多。菌体形态的改变可能是细胞分化的结果,伴随着菌体对细胞微环境改变的一种响应。研究结果为深入了解丝状真菌形态分化的内在机制及其影响提供了一些线索。     

Interconversion of Two Lipases from Rhizopus delemar

Rhizopus (Rh.) delemar were cultivated under the various conditions and the productivity of three lipases (A, B, and C) were examined. There seemed to be no remarkable change of A-lipase production so far as examined, however, the productions of B- and C-lipases were changed with correlation depending on the composition of the medium. B-lipase was increasingly produced as much as C-lipase production decreased by the presence of phospholipid in a culture medium. The property of C-lipase was so changed by the incubation with phospholipid as to agree with that of B-lipase. Besides the above, the property of B-lipase was changed by its purification to that of C-lipase.

From these results, it seems that B-lipase protein is the same as that of C-lipase and a phospholipid is related to the intercoversion from C-lipase to B-lipase.     

The Purification and the Properties of Three Kinds of Lipases from Rhizopus delemer

The study was undertaken to clarify whether three kinds of lipases (EC 3.1.1.3) secreted from Rhizopus delemar are originally different or identical with each other. First of all, the purification of those lipases was carried out and their enzymatic properties were examined. Their properties including the stability on heat and pH, precipitabilities at a certain pH, the behaviours on a SE-Sephadex C50 column and on a Sephadex G200 column and so on were compared.

From the results, A-lipase is clearly different from the other two lipases. On the other hand, it seems that B- and C-lipases are originally identical.     

根霉12#发酵产生纤溶酶的酶学性质

溶栓疗法是血栓性疾病安全有效的治疗手段,开发新型纤溶酶具有实际应用意义.分离自南方小酒药的根霉12豆粕和麸皮为原料可产生纤溶酶.已采用盐析,疏水层析、离子交换层析和凝胶层析方法对纤溶酶分离提纯.提纯的纤溶酶比活力2143u/mg(尿激酶单位),有直接溶解血栓和激活纤溶酶原的双重溶栓作用,降解纤维蛋白α、β和γ肽链速度快;最适作用温度45℃,适宜作用pH范围6.8～8.8;等电聚焦方法测定该酶等电点8.5±0.1;只分解生色底物N-Succinvl-Ala-Ala-Pro-Phe-pNA,其米氏常数Km为O.23mmol/L,酶转换数Kcat为16.36 s-1;Molish实验和甲苯胺蓝实验均证明该酶为糖蛋白,地衣酚-硫酸法测得该酶含糖量4.70%;EDTA、PMSF、PCMB对该纤溶酶有抑制作用,说明活性中心含有巯基、金属和丝氨酸;N端12个氨基酸序列为NH2-Ser-Val-Ser-Glu-Ile-Gln-Leu-Met-His-Asn-Leu-Gly,与其它生物来源的纤溶酶相比较没有同源性.根霉12#产生的纤溶酶为新型纤溶酶,有希望开发成溶栓药物.     

少根根霉脂肪酶基因在枯草芽孢杆菌中的诱导表达

利用PCR技术从少根根霉基因组中扩增出脂肪酶成熟肽基因ral,并从枯草芽孢杆菌基因组中扩增出sacB基因的启动子-信号序列(SacB);通过搭桥PCR将SacB序列与ral基因融合,并将该基因表达盒连接到枯草杆菌分泌表达载体pGJ103中构建了脂肪酶基因的诱导表达载体pGJ103-SacB-ral。将重组载体转化至枯草芽孢杆菌后,少根根霉脂肪酶成熟肽基因在SacB启动子-信号序列的调控和蔗糖的诱导下获得表达,产物分泌至胞外。     

Microbial transformation of curcumin by Rhizopus chinensis

Abstract

Curcumin (1) is a potent antioxidant and antitumor natural product. In spite of its efficacy and safety, its clinical use is hindered mainly by poor water solubility and bioavailability. Structural modification to introduce hydrophilic functions is a promising approach to resolve this problem. In the present study we first found that curcumin could be efficiently converted into glucosides by filamentous fungi including Rhizopus chinensis IFFI 03043, Absidia coerulea AS 3.3389 and Cunninghamella elegans AS 3.1207. Curcumin 4′-O-β-d-glucoside (2), together with hexahydrocurcumin (3), was isolated from a preparative-scale biotransformation with R. chinensis IFFI 03043 and characterized fully by NMR and MS. A time-course study revealed that curcumin could be efficiently converted into curcumin 4′-O-β-d-glucoside within 8 h when administered at 0.05 mmol L^?1 and the productivity was 57%. Additionally, the biotransformation products of curcumin by different fungal strains were analyzed by LC/MS. At least 15 metabolites were detected, and the predominant biotransformation reaction was glucosylation. This study provides a simple, efficient and less expensive approach for the preparation of curcumin glucosides. The introduction of the glucosyl function might be able to enhance the bioavailability of curcumin.     

大黄鱼MSTN成熟肽区基因的原核表达

根据本实验室克隆的大黄鱼肌肉生长抑制素(MSTN)基因编码序列设计引物,通过RT-PCR法扩增大黄鱼MSTN成熟肽区域的基因,将目的片段插入pMD18-T克隆质粒,并测序验证。验证后用BamHⅠ和HindⅢ限制性内切酶酶切含目的片段的pMD18-T克隆质粒和pET-28 a表达质粒,构建MSTN-pET-28 a重组表达质粒。将重组表达质粒转化至BL21菌中,经IPTG诱导后表达蛋白的大小约17 kD。