假单胞菌WBC—3甲基对硫磷水解酶性质的初步研究

从最近分离到的有机磷农药降解菌Pseudomonas sp．WBC—3中获得了甲基对硫磷水解酶（Methyl parathion hydrolase,MPH,EC3．1．8．3)。该酶在48h的培养物中分布比例分别为：上清液2．1％,胞内86．2％和胞间质11．7％,说明MPH为胞内酶。经过CM—sepharose Fast Flow阳离子交换层析,获得电泳纯的酶。SDS—PAGE和凝胶过滤层析表明,该酶为单体蛋白,分子量约为34kD。动力学分析显示该酶为非特异性有机磷降解酶,但最适底物为甲基对硫磷。在pH9～12范围,酶表现较高活力水平,最高活力的反应温度为40℃。根据各类金属离子和鳌合剂对酶活的影响,推测MPH为金属酶。     

甲基对硫磷水解酶参与催化相关结构的研究

甲基对硫磷水解酶（MPH）是一种新的有机磷水解酶。将完整的甲基对硫磷水解酶基因（mpd）构建入pUC19载体,使得mpd基因以自身的启动子在Escherichia coli DH5α中表达并得到了纯化。金属螯合实验发现MPH的活性不受金属螯合剂1, 10菲NFDA1啉的影响;但用电感耦合等离子发射光谱测定其金属含量显示MPH是金属酶,1mol酶中结合了2mol的Zn²⁺。为确定参与MPH催化活性的必需氨基酸,用化学修饰剂碳化二亚胺、二乙基焦磷酸酯、磷酸吡哆醛和丁二酮处理MPH,然后检测其残余酶活力,结果表明天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸和精氨酸残基与酶的催化活性无关;而二乙基焦磷酸酯对组氨酸侧链的化学修饰引起酶活性的大幅度的下降,其对酶活性的抑制率达到9.6h^-1,说明组氨酸是酶活力所必需的基团。这些结果为进一步研究酶的结构及对酶进行分子改造提供了必要的基础数据。     

同源重组法构建多功能农药降解基因工程菌研究

构建遗传稳定的多功能农药降解基因工程菌可以为农药污染的生物修复提供良好的菌种资源,然而,构建遗传稳定且不带入外源抗性的基因工程菌是一个难点。通过以受体菌的16S rDNA为同源重组指导序列、sacB基因为双交换正筛选标记构建同源重组载体,二亲结合的方法将甲基对硫磷水解酶基因（mpd）整合到呋喃丹降解菌Sphingomonas sp.CDS1染色体的16S rDNA位点,分别成功构建了含1个和2个mpd基因插入到rDNA位点且不带入外源抗性的基因工程菌株CDSmpd和CDS-2mpd。同源重组单交换的效率为3.7×10^－7～6.8×10^－7。通过PCR和Southern杂交的方法验证了同源重组事件。基因工程菌遗传稳定,能同时降解甲基对硫磷和呋喃丹。甲基对硫磷水解酶（MPH）的比活在各生长时期均高于原始出发菌株,比活最高达6.22 mu/μg。     

有机磷农药降解菌YC-YH1中mpd和ophc2的克隆及酶学性质分析

从一株有机磷农药降解菌施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri YC-YH1中克隆到两个有机磷水解酶基因mpd和ophc2。将两个基因分别连接到表达载体p ET-32a并克隆到大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达;利用Ni亲和层析柱纯化甲基对硫磷水解酶(MPH)和有机磷水解酶(OPHC2),并进行了酶学性质分析。MPH最高活力的反应温度为40℃,在p H8-12范围内,酶表现出较高的活力。OPHC2酶的最适反应温度为30℃,在p H 8-12的范围内酶活力较高。两种酶按1?1比例混合组成的混合酶在30-40℃范围内酶活力很高,达95%以上,混合酶在p H范围为8-12内仍具有较高的活力。多种金属离子会对酶的活性产生一定影响,酶对SDS和EDTA都有很高的敏感度,混合酶能够降低对金属离子的敏感性。     

华丽曲霉Z58有机磷农药降解酶的纯化和性质

华丽曲霉(Aspergillus ornatus)Z58有机磷农药降解酶经硫酸铵分级沉淀、Sephadex G100凝胶过滤、DEAE52离子交换层析得到了分离纯化,用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)鉴定为单一组分。凝胶过滤法测得分子量为67 000,提纯倍数为34.2,收率为17.8%。该酶的最适反应温度45℃,最适反应pH72,对热较稳定,并且能在pH6～10范围保持活性。重金属Cu2+对该酶具有明显的促进作用,而SDS对酶具有抑制作用。此酶对所试的有机磷农药都有较好降解作用。     

多功能降解菌Pseudomonas putida KT2440-DOP的构建与降解特性研究

三唑磷水解酶基因为研究发现的一个新的广谱有机磷水解酶基因,通过PCR从有机磷降解菌株Ochrobactrum sp. Mp4总DNA扩增了tpd,将tpd定向克隆到pBBRMCS5载体上,构建重组质粒pTPD,在辅助质粒pRK2013 的帮助下,通过三亲接合将pTPD转移到模式菌株Pseudomonas putida KT2440中,获得的工程菌Pseudomonas putida KT2440DOP可以降解多种有机磷农药及芳香烃化合物;KT2440DOP的有机磷水解酶活较出发菌株MP4提高了一倍左右,且遗传性状稳定。     

耐盐及苯乙酸、甲基对硫磷降解基因工程菌的构建

H1（Halomonas sp.）是一株耐高盐浓度（18% NaCl, W/V）和降解苯乙酸的菌株,pDT3质粒为pUC19插入甲基对硫磷水解酶基因（mpd基因）构建而成。采用ＨindⅢ酶切,获得含有完整mpd基因片段,克隆到广宿主质粒pKT230和pBBR1MCS2上,构建成质粒pKTMP和pBBRMP。通过三亲杂交,在辅助质粒pRK2013的帮助下,将质粒pKTMP和pBBRMP转移到Ｈ１中,得到的工程菌HpKTMP和HpBBRMP具有耐盐、降解苯乙酸和水解甲基对硫磷的功能,其中HpBBRMP水解酶活性与亲本菌株甲基对硫磷降解菌（Pseudomonas putida）DLLE4相当,而HpKTMP水解酶活性要提高1倍左右。经过传代试验,证明了工程菌的稳定性。     

鼠李糖乳杆菌碱性磷酸酶的提取条件优化及其降解有机磷农药作用

【背景】我国作为农业大国,对农药的大量使用是不可避免的,但是农药的超范围使用、超标及高检出率对于环境的污染与人体健康的威胁日趋严重。【目的】碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)对有机磷农药具有积极的降解作用,因此,本文对鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus) Z23(LGG Z23)所产碱性磷酸酶的提取条件进行优化,并研究其对有机磷农药的降解作用。【方法】使用单因素试验和正交试验优化ALP的提取条件;使用对硝基苯酚法测定酶活力;使用分级沉淀和层析法提纯ALP;使用乙酰胆碱酯酶抑制法测定ALP对有机磷农药的降解率。【结果】LGG Z23所产ALP的最优提取条件为：细胞破碎时间15 min,破碎功率450 W,料液比(质量体积比)1:6,提取液pH 10.0,此条件下酶活力为(4.95±0.26) U/mL,比优化前提高2.11倍;对6种有机磷农药的降解率效果为敌敌畏(95.79%±0.01%)>甲基对硫磷(90.69%±0.03%)>毒死蜱(88.90%±0.02%)>敌百虫(86.07%±0.03%)>马拉硫磷(85.31%±0.02%)>乐果(83.18%±0.03%),其中对敌敌畏和甲基对硫磷的降解效果最好,可达90%以上,并且降解作用差异显著(P<0.05)。【结论】本研究为LGG Z23所产ALP的应用研究提供了理论依据和实验数据。     

交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)DY3菌株产内切葡聚糖酶的性质研究及基因克隆

从深海样品ES0109中分离到一株具有高内切葡聚糖酶活力的细菌DY3, 16ＳrDNA序列分析表明该菌与交替假单胞菌属(Pseudoalteromonas sp.)的Pseudoalteromonas citrea和Pseudoalteromonas elyakovii的同源性为99%。PCR扩增DY3的内切葡聚糖酶基因cel-X全长1479bp,编码一个492AA的蛋白质。酶的氨基酸序列分析表明CelX与Pseudoalteromonas haloplanktis的内切葡聚糖酶CelG有95%的相似性,包括一个糖基水解酶家族5的催化结构域,一个连接序列和位于C端的的CBM5结构域。对酶性质的初步研究发现,CelX的最适温度为40 ℃,酶的最适pH在6～7之间。     

对硝基苯酚降解菌P3的分离、降解特性及基因工程菌的构建

分离到一株假单胞菌 (Pseudomonassp .)P3 ,该菌能够以对硝基苯酚为唯一碳源和氮源进行生长。在有外加氮源的条件下 ,P3降解对硝基苯酚并在培养液中积累亚硝酸根。P3有比较广泛的底物适应性 ,对多种芳香族化合物都有降解能力。不同金属离子对P3降解对硝基苯酚有不同的作用。葡萄糖的存在对P3降解对硝基苯酚无明显促进作用 ,而微量酵母粉可以大大促进P3对硝基苯酚的降解。以P3为受体菌 ,通过接合转移的手段将甲基对硫磷水解酶基因mpd克隆至P3菌中 ,获得了表达甲基对硫磷水解酶活性的基因工程菌PM ,PM能够以甲基对硫磷为唯一碳源进行生长。工程菌PM具有较高的甲基对硫磷降解活性及稳定性