昆虫来源的几丁质酶的分离纯化及酶学性质

几丁质酶在真菌和昆虫的生理和发育过程中起着关键作用,该酶本身及其酶抑制剂是获取生物农药的重要途径。本研究从蚕蛹体内提取几丁质粗酶,经硫酸铵分级沉淀和Sephadex G-150分离得到几丁质酶。用SDS-PAGE测得该酶的分子量为88kDa。水解胶体几丁质的Km值为22.3μmol/L。酶反应的最适温度为45℃,最适pH值为6.0,金属离子和有机试剂对几丁质酶活性都有影响,其中高浓度的Mn2+对酶有较强的激活作用,而Cu2+、SDS则有较强的抑制作用。研究结果为基于几丁质酶的生物农药筛选研究奠定了基础。     

产气肠杆菌几丁质酶的分离纯化及性质研究

从自然罹病死亡的草原毛虫(Gynephorap ruoergnesis)体内分离到一株产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes),它在几丁质的诱导下能产生较高活性的几丁质酶。发酵液经硫酸铵盐析、DEAE纤维素柱层析和Sephadex G-100柱层析分离出几丁质酶。用SDSPAGE测得该酶的分子量为425kD。水解几丁质的Km值为2.88mg/mL-1。酶反应的最适温度为55℃,最适pH值为60,金属离子对几丁质酶活性影响较大,其中Zn2+、Ba2+、Ca2+和Mn2+对酶有较强的激活作用,而Hg2+、Co2+和Mg2+则有较强的抑制作用。     

产几丁质酶菌株SWCH-6的筛选、鉴定及其产酶条件的优化研究

从汕头海湾养殖区域的海底沉积物中分离到1株几丁质酶活性较高的菌株, 命名为SWCH-6, 根据菌株的形态特征、生理生化特征和16S rDNA 序列, 确定该菌株为嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophlilla)。采用单因素优化方法结合正交实验, 得到菌株SWCH-6产几丁质酶的最佳发酵条件：胶体几丁质25.0 g/L, 胰蛋白胨10.0 g/L, 陈海水1.0 L, pH 8.5, 32℃, 150 r/min培养72 h; 在该条件下酶活力达0.39 U/mL。此外, 菌株所产几丁质酶的最适催化pH 5.0; 最适催化温度为40℃; Cu2+、Fe3+及表面活性剂Tween-80能增强该酶的催化活性; Zn2+、Mn2+及表面活性剂SDS、洗衣粉对该酶的催化活性有抑制作用, 与其它几丁质酶存在着一些不同。     

球孢白僵菌Bb174固态发酵产几丁质酶产酶及酶学特征研究

对球孢白僵菌(Beauveria bassiana)Bb174产几丁质酶进行了固态发酵条件及酶学特征的研究．结果表明,以4：1麸皮：蚕蛹粉、蛋白胨1g·L^-1作为产酶最适培养基,在7．5g培养基中接种3ml液态种子,自然pH下28℃培养2d,酶活可达最高,为126U·g^-1(干培养基)．粗酶液的最适反应温度为40℃,最适反应pH5．0,在30-70℃保温1h,得半失活温度48℃．在30--40℃、pH4～6范围内,酶的性质最稳定．根据Lineweaver-Burk作图法,得到该酶的动力学参数Km为0．52mg·ml^-1,Vm为0．7△E680·h^-1．     

几丁质酶基因的克隆表达及酶学性质

【背景】几丁质是自然界中储藏量仅次于纤维素的有机物,几丁质酶能降解几丁质生成几丁寡糖,实现废弃物的高值化利用,目前菌株产几丁质酶能力低限制了它的生产应用。【目的】克隆弧菌(Vibrio sp.)GR52的几丁质酶基因,实现其在大肠杆菌中的异源表达,对分离纯化的重组几丁质酶进行酶学性质研究。【方法】以弧菌GR52菌株基因组DNA为模板,克隆得到几丁质酶基因GR52-1,构建重组基因工程菌BL21(DE3)/p ET22b-chi GR52-1,诱导表达的产物通过Ni-NTA树脂纯化后进行酶学性质研究。【结果】重组酶的最适反应pH为6.0,在pH5.0-10.0范围内37°C保温1 h仍能保持85%以上的相对酶活力,具有较好的pH稳定性;最适反应温度为50°C,在45°C保温1 h其酶活力基本没有损失,在50°C保温1 h其残余酶活力仍达60%;在1 mmol/L浓度下,Cu~(2+)、Ca2+对该酶具有促进作用,Hg+对该酶具有明显的抑制作用;在5 mmol/L浓度下,Ni+对该酶具有一定的促进作用,Mn~(2+)、Co~(2+)、Li~+、Fe~(2+)、Hg~+、SDS(十二烷基硫酸钠)对该酶具有明显的抑制作用。以胶体几丁质为底物时,动力学参数Km、Vmax、kcat分别为0.85 mg/m L、0.19μmol/(m L·min)和7.02 s-1。底物特异性分析表明该重组酶能特异性降解几丁质。【结论】重组几丁质酶具有良好的酶学性质,为几丁质酶的开发应用奠定基础。     

海底沉积物中几丁质酶的筛选、分离及活性分析

目的:从海底沉积物中筛选得到一株几丁质酶活性较高的菌株,分离纯化菌株分泌的几丁质酶,并对其活性进行酶学分析。方法:以中国南海北部湾的沉积物为样本,结合透明圈法及DNS法筛选菌株。采用几丁质结合能力分析及多种层析方法分离纯化菌株分泌的几丁质酶,对其中一种几丁质酶进行酶学性质分析。结果:共筛选获得21株几丁质酶产生菌,其中分泌的几丁质酶活性最高的为蜡样芽孢杆菌B04(Bacillus cereus strain B04)。发现该菌共分泌6种含有几丁质结合域的蛋白。从蜡样芽孢杆菌B04发酵液中,分离纯化得到分子量为36 k Da的几丁质酶。研究发现,该酶是蜡样芽孢杆菌B04的一种主要的几丁质酶,其最适p H为4.0,最适反应温度为60℃,在p H 3.0~10.0范围内活性稳定,Co2+对其活力有明显促进作用,Ag+有显著的抑制作用。结论:为几丁质酶的工业化应用提供了基础。     

球孢白僵菌Bb174固态发酵产几丁质酶产酶及酶学特征研究

对球孢白僵菌(Beauveria bassiana)Bb174产几丁质酶进行了固态发酵条件及酶学特征的研究.结果表明,以4:1麸皮:蚕蛹粉、蛋白胨1g·L^-1作为产酶最适培养基,在75g培养基中接种3ml液态种子,自然pH下28℃培养2d,酶活可达最高,为126U·g^-1(干培养基).粗酶液的最适反应温度为40℃,最适反应pH5.0,在30～70℃保温1h,得半失活温度48℃.在30～40℃、pH4～6范围内,酶的性质最稳定.根据Lineweaver-Burk作图法,得到该酶的动力学参数K_m为0.52mg·ml^-1,V_m为0.7△E₆₈₀·h^-1.     

莱氏野村菌产几丁质酶条件及酶学性质研究

对莱氏野村菌(Nomuraea rileyi)菌株CQ031021产几丁质酶条件及酶学性质进行了研究。结果表明:该菌株最适产酶碳源为2.0%(W/V)葡萄糖,氮源为1.2%(W/V)复合氮源(蛋白胨、牛肉膏按1∶1的比例),接种量为孢悬液2mL(1×107个/mL),培养温度28℃,培养液初始pH6.0,培养时间6d;一定浓度的吐温-80对几丁质酶活性有促进作用,而SDS有抑制作用;粗酶液最适反应温度50℃,最适pH6.0,在40℃以下及pH5.5～6.5范围内酶活力较稳定。     

重组毕赤酵母表达棘孢木霉几丁质酶Tachi1的酶学性质研究及表达条件优化

【目的】对转棘孢木霉几丁质酶基因tachi1的毕赤酵母工程菌GS-tachi1-K进行诱导表达,研究重组几丁质酶Tachi1的酶学性质,优化表达条件。【方法】对GS-tachi1-K进行甲醇诱导培养,纯化目的蛋白Tachi1进行几丁质酶酶学性质的研究;通过单因素和正交试验对GS-tachi1-K菌株产几丁质酶Tachi1表达条件进行优化。【结果】GS-tachi1-K表达的几丁质酶Tachi1表观分子量约为44 kDa,酶反应最适的温度和pH分别为50℃和5.5,具有较宽的温度、pH适用范围;50℃以下保持较高的酶活力,在碱性条件下稳定性较差;受Ag+、Hg2+、Cu2+、Fe2+和高浓度的SDS及β-巯基乙醇强烈抑制。该菌株的最佳表达条件为:pH为6.5,甲醇诱导浓度为0.5%,起始细胞浓度为OD600=2,甲醇诱导时间为180 h;几丁质酶Tachi1活力可达17.93 U/mL,蛋白表达量为6.19 g/L。【结论】成功实现了棘孢木霉新几丁质酶基因tachi1的毕赤酵母高效分泌表达,工程菌GS-tachi1-K具有高表达量和表达产物酶活性高两个特点,明确了几丁质酶Tachi1的酶学性质和最佳诱导表达条件,为该几丁质酶及其基因的深入研究和开发利用奠定了基础。     

豇豆几丁质酶部分酶学特性的研究

该文测定了纯化的豇豆几丁质酶部分酶学特性。结果表明,该酶在pH5-8,温度低于60℃的范围内稳定性较好,酶活力最适pH为65,最适温度为50℃。10mmol/L浓度的Hg2 、Mn2 、Mg2 、Co2 等金属离子对酶活力有一定抑制作用,其中Hg2 离子抑制率最高(6883%)。Km(胶状几丁质)值为1662mg/ml;以SDS-PAGE电泳和SephadexG-100柱层析两种方法分别测得分子量为34kD、325kD;IEF电泳测得等电点为83。     

产木聚糖酶白地霉培养特性及部分纯化的酶学特性

本文对白地霉Ref1的培养特性、产酶条件和酶学特性进行了初步研究。结果表明:该菌为低温型菌株,其最佳生长条件为pH6、20℃和酵母膏作为氮源;最佳产酶条件为pH3-7、15℃及以酵母膏氮源;条件优化后产酶可达118.7U/mL,可溶蛋白含量可达到60μg/mL,酶溶液的比活可达到1250U/mg蛋白质;该木聚糖酶的最适反应温度和pH分别为50℃和5,金属离子Mg2+、Na+和8mmol/L的Fe2+、Cu2+、Zn2+等对木聚糖酶的活性有抑制作用,而Ca2+、4mmol/L的Fe2+、Cu2+、Zn2+和8mmol/L的Mn2+等对该酶反应则有促进作用;该木聚糖酶在保温2h后在15-40℃范围内能保持80%以上的酶活性,在50℃时能保持68%的酶活性;用lineweaver-Burk作图法(双倒数作图法)求得该酶的最大反应速度Vmax和Km值分别为163.38mmol/mg/min和0.75mg/mL。     

Comparative study of the reaction mechanism of family 18 chitinases from plants and microbes

Hydrolytic mechanisms of family 18 chitinases from rice (Oryza sativa L.) and Bacillus circulans WL-12 were comparatively studied by a combination of HPLC analysis of the reaction products and theoretical calculation of reaction time-courses. All of the enzymes tested produced beta-anomers from chitin hexasaccharide [(GlcNAc)(6)], indicating that they catalyze the hydrolysis through a retaining mechanism. The rice chitinases hydrolyzed predominantly the fourth and fifth glycosidic linkages from the nonreducing end of (GlcNAc)(6), whereas B. circulans chitinase A1 hydrolyzed the second linkage from the nonreducing end. In addition, the Bacillus enzyme efficiently catalyzed transglycosylation, producing significant amounts of chitin oligomers larger than the initial substrate, but the rice chitinases did not. The time-courses of (GlcNAc)(6) degradation obtained by HPLC were analyzed by theoretical calculation, and the subsite structures of the rice chitinases were identified to be (-4)(-3)(-2)(-1)(+1)(+2). From the HPLC profile of the reaction products previously reported [Terwisscha van Scheltinga et al. (1995) Biochemistry 34, 15619-15623], family 18 chitinase from rubber tree (Hevea brasiliensis) was estimated to have the same type of subsite structure. Theoretical analysis of the reaction time-course for the Bacillus enzyme revealed that the enzyme has (-2)(-1) (+1)(+2)(+3)(+4)-type subsite structure, which is identical to that of fungal chitinase from Coccidioides immitis [Fukamizo et al. (2001) Biochemistry 40, 2448-2454]. The Bacillus enzyme also resembled the fungal chitinase in its transglycosylation activity. Minor structural differences between plant and microbial enzymes appear to result in such functional variations, even though all of these chitinases are classified into the identical family of glycosyl hydrolases.     

纳米磁性壳聚糖微球固定化酵母醇脱氢酶的研究

建立了以纳米级磁性壳聚糖微球(magnetic chitosan microspheres , M-CS)为载体固定化酵母醇脱氢酶(yeast alcohol dehydrogenase,YADH)的方法,优化了YADH的固定化条件,考察了固定化酶的性质。结果表明,M-CS 呈规则的圆球形,粒径在30nm 左右,具有较好的磁响应性。酵母醇脱氢酶固定化适宜条件为:50 mg 磁性壳聚糖微球,加入20mL 0.25 mg/mL 酵母醇脱氢酶(蛋白质含量)磷酸盐缓冲液(0.05 mol/L ,pH 7.0) ,在4 ℃固定2h。M-CS 容易吸附酵母醇脱氢酶,但吸附的酶量受载体与酶的比例、溶液的离子浓度、溶液pH的影响明显,而温度对吸附的酶量的影响则相对较弱。相对于游离的酵母醇脱氢酶,固定化酶的最适温度略有升高,可明显改善其热稳定性、酸碱稳定性、操作稳定性和贮存稳定性。     

树脂载体固定S-腺苷甲硫氨酸合成酶的研究

目的:筛选一种适合S-腺苷甲硫氨酸合成酶固定化的树脂载体,进行固定化工艺优化及固定化酶性质研究。方法:以固定化率和表观酶活回收率为指标,筛选固定化效果最佳的一种树脂,采用单因素实验对固定化条件进行优化。结果:阴离子交换树脂载体ESR-2表现出最优的固定化率(94.03%)和酶活回收率(47.45%);最佳固定化条件为加酶量4U/g、pH 8.0、15℃吸附10h,最佳条件下固定化酶表观酶活为2.1U/g,表观酶活回收率达51.6%。固定化酶的最适pH为8.5,最适温度为35℃,连续反应10批次后酶活剩余77.92%。结论:树脂载体ESR-2固定化S-腺苷甲硫氨酸合成酶酶活及稳定性较好,能够用于S-腺苷甲硫氨酸的工业化大规模生产。     

外来入侵植物空心莲子草几丁质酶特性研究

外来入侵植物空心莲子草因其强抗逆性而迅速蔓延,成为有害杂草.拟研究其病程相关蛋白--几丁质酶酶学性质,为探讨该植物的抗逆机理和入侵机制提供理论依据.空心莲子草经乙烯利处理后,其叶片蛋白质提取液在4℃经40～60%饱和硫酸铵溶液沉淀,SephadexG-75洗脱后得几丁质酶液.结果表明:空心莲子草几丁质酶最适反应pH为5.7左右,在pH4.0～8.0均表现稳定,当pH小于4.0和大于8.0时酶活力丧失50%以上,在pH2.0和10.0时没有活力;在30℃-80℃范围内,酶均具较高活性,最适反应温度为70℃左右,温度高于80℃后,酶稳定性下降;当底物浓度小于1.25%时,酶活力随底物浓度的增加而增加,在底物浓度大于1.25%浓度时,活力增加的趋势减缓.结果提示:也许空心莲子草的强抗逆性是因为其几丁质酶具较高的温度耐受性和较大的pH作用范围.     

Production and partial characterization of chitinase from a halotolerant <Emphasis Type="Italic">Planococcus rifitoensis</Emphasis> strain M2-26

This paper is the first to investigate the production and partial characterization of the chitinase enzyme from a moderately halophilic bacterium Planococcus rifitoensis strain M2-26, earlier isolated from a shallow salt lake in Tunisia. The impact of salt, salinity concentration, pH, carbon and nitrogen sources on chitinase production and activity have been determined. This is the first report on a high salt-tolerant chitinase from P. rifitoensis, since it was active at high salinity (from 5 to 30% NaCl) as well as in the absence of salt. This enzyme showed optimal activity at 70°C and retained up to 82 and 66% of its original activity at 80 or 90°C, respectively. The activity of the enzyme was also shown over a wide pH range (from 5 to 11). For characterization of the enzyme activity, the chitinase secreted in the culture supernatant was partially purified. The preliminary study of the concentrated dialysed supernatant on native PAGE showed at least three chitinases produced by strain M2-26, with highest activity approximately at 65 kDa. Thus, the thermo-tolerant and high salt-tolerant chitinases produced by P. rifitoensis strain M2-26 could be useful for application in diverse areas such as biotechnology and agro-industry.     

嗜热子囊菌原变种Thermoascus aurantiacus var.aurantiacus热稳定几丁质酶的克隆表达及活性研究

研究通过RT-PCR和Tail-PCR技术从嗜热子囊菌原变种Thermoascus aurantiacus var.aurantiacus中克隆了一个几丁质酶同源基因。该基因全长1,253bp,包含一个由1,197个碱基构成的开放阅读框,编码398个氨基酸。序列比对分析表明,该基因编码蛋白属于糖苷水解酶18家族的几丁质酶。利用基因重组的方法构建酵母分泌型表达载体,并转化毕赤酵母。在甲醇的诱导下,重组蛋白得到了高效表达,第6天的表达量最高,达到0.433g/L,酶活力为28.96U/mg,同时对表达的几丁质酶进行了纯化,SDS-PAGE检测该蛋白的分子量为43.9kDa。该几丁质酶的最适反应温度为60℃,最适反应pH值为8.0,70℃处理30min仍有45%的相对酶活,具有较好的热稳定性及工业应用价值。