绿色木霉葡聚糖内切酶EGIII基因在大肠肝菌中的表达、定点突变及其动力学特性的研究

将绿色木霉葡聚糖内切酶EGIII基因亚克隆到表达载体pET-22b(+),构建重组质粒pET-egl3,转化到大肠杆菌BL21(DE3).利用金属亲和层析对重组EGIII进行纯化,纯化后酶比活力达到6 U/mg蛋白,最适反应温度为60 ℃,最适pH为4.0.同时对EGIII催化区的氨基酸残基R130和E218进行定点饱和突变,各筛选到一株酶活有提高的突变子R130P和E218F,其比活力为野生型EGIII的2.8倍和3.45倍.突变酶E218F的Km提高了一倍,催化效率Kcat提高了5.4倍;而R130P的Km和Kcat没有明显变化.两个突变酶的最适酶解温度和pH分别都提高至65 ℃和4.4.     

枯草芽孢杆菌β-糖苷酶的克隆表达、体外定向进化及结构模拟

摘要:【目的】从枯草芽孢杆菌基因组DNA中扩增出bglC基因并在大肠杆菌中表达,分析表达产物的酶学性质并进行结构模拟,为进一步研究其生理功能及结构解析奠定基础。【方法】将bglC基因克隆到大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中表达,通过定向进化获取水解效率提高的突变株,经Ni-NTA镍离子层析柱纯化后,测定野生枯草芽孢杆菌β-糖苷酶与突变酶的性质。利用CD光谱,非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳及三维结构建模,分析野生酶与突变酶的高级结构。【结果】野生酶的比活力为9.7 U/mg,最适催化温度为60℃,最适pH值是7.0。经过突变和筛选,我们得到一个突变体BS-GLY_M1(A242T/T385A/S425L),其比活力达到17.1 U/mg,最适温度为55 ℃,最适pH值是7.0,在55 ℃下的半衰期为3.5 h,比野生酶增加2 h。突变酶对4-硝基苯基-β-半乳糖苷、乳糖和熊果苷的催化效率(Km/Kcat)有所提高。酶在天然条件下以二聚体、四聚体状态存在,推测它以二聚体为基本功能单位。结构模拟结果表明突变后酶的三维结构有轻微地变化,这可能是酶热稳定性和催化效率提高的原因。【结论】枯草芽孢杆菌β-糖苷酶可以在大肠杆菌中高效表达并可以通过定向进化提高其水解效率。     

植酸酶phyAm基因结构延伸突变改善酶的热稳定性

将来源于黑曲霉N25的植酸酶基因phyA^m重组于大肠杆菌表达载体pET-30b（＋）,以重组表达载体pET30b-FphyA^e为模板经PCR扩增获得结构延伸突变植酸酶基因phyA^m（在植酸酶基因C端增加了来源于pET-30b-FphyA^m载体上13氨基酸残基）。含突变基因的重组表达载体pPIC9k-phyA^e在GS115酵母中表达。纯化的突变酶pp-NP^e与野生型酶PP-NP^m-8相比：PP-NPA^e的最适反应温度上升了3气,75℃处理10min,热稳定性提高21％,比活力略有提高。最适反应pH为5．6,有效pH范围pH4,6到pH6．6。比未突变酶扩大了0.4单位。     

利用定点突变法研究精氨酸脱亚胺酶活性的影响机制

精氨酸脱亚胺酶(ADI)是一种针对精氨酸缺陷型癌症(如:肝癌、黑素瘤)的新药,目前处于临床三期试验。文中通过定点突变技术分析了精氨酸脱亚胺酶的特定氨基酸位点对酶活力的影响机制。针对已报道的关键氨基酸残基A128、H404、I410,采用QuikChange法进行定点突变,获得ADI突变株M1(A128T)、M2(H404R)、M3(I410L)和M4(A128T/H404R)。将突变株在大肠杆菌BL21(DE3)中进行重组表达,并对纯化获得的突变蛋白进行酶学性质研究。结果表明,突变位点A128T和H404R对ADI最适pH的提高,生理中性(pH 7.4)条件下的酶活力和稳定性的提高,以及Km值的降低均具有显著的作用。研究结果为阐明ADI的酶活力影响机制和蛋白质的理性改造提供了一定的依据。     

毛栓菌胞外漆酶的纯化及部分性质研究

毛栓菌胞外漆酶经盐析、透析、sephadexG75和G2 5四步纯化 ,粗酶液被纯化了 39 1倍 ,比活力 12 152 ,回收率 4 5 3%。漆酶最适pH值为 4 0 ,最适反应温度为 30℃。K Cu 2 、Zn2 离子可激活漆酶 ,而Ag 、Fe3 离子可抑制漆酶的活性。漆酶的Km值为 1 81× 10 3mol/L。     

北京棒杆菌天冬氨酸激酶突变体R169H的构建及酶学性质表征

【目的】提高北京棒杆菌(Corynebacterium pekinense)中天冬氨酸激酶(aspartokinase,AK)活力。【方法】利用定点突变技术对AK基因进行突变,并将突变体转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中异源表达。重组菌经超声破碎后、利用镍柱对AK进行纯化,并经SDS-PAGE和Western blot验证。通过检测酶活力比较突变体和野生型动力学变化并研究突变体和野生型的部分酶学性质。【结果】成功构建突变体R169H。经验证知,AK分子量为48kDa。突变体R169H的Vmax为226.3 U/mg·s-1,较野生型提高2.3倍。最适反应温度为26℃,与野生型经验值相同;最适反应pH为9.0,较野生型经验值8.0有所提高;在最适温度和pH值下的半衰期为5.5 h,比野生型的4h稳定性要好;代谢产物赖氨酸、苏氨酸和蛋氨酸在低浓度时对AK均具有激活作用。【结论】突变体中R169与E92间氢键消失,能够影响亚基间聚合度,降低酶对底物的亲和力,减弱代谢产物对AK的反馈抑制作用,从而使R169H中AK的Vmax提高2.3倍。     

里氏木霉纤维素酶的分离纯化及酶学性质

通过(NH4)2SO4分级沉淀、HiPrep 26/10 Desalting凝胶色谱脱盐、Source 15 Q阴离子交换色谱技术,里氏木霉(Rut C-30)纤维素酶主要组分得以初步分开,再经过Source 15 S阳离子交换色谱、HiPrep Sephacryl S-100 HR凝胶过滤色谱、Superdex 75 PrepGrade凝胶过滤色谱进一步分离纯化,得到2个纯化的内切葡聚糖酶组分EGⅡ、EGⅠ和一个外切葡聚糖酶组分CBHⅠ;经过SDS-PAGE电泳鉴定为电泳纯,测得相对分子质量分别为5.22×104,5.62×104和6.90×104。EGⅡ的最适反应pH是5.6,最适反应温度为65℃;EGⅠ的最适反应pH是4.4,最适反应温度为55℃;以羧甲基纤维素(CMC)为底物时,EGⅠ、EGⅡ的米氏常数(Km)分别为2.20 mg/mL、3.38 mg/mL。CBHⅠ的最适反应pH是5.8,最适反应温度为60℃,以对硝基苯基-β-D-纤维二糖苷(PNPC)为底物时,米氏常数(Km)为0.12 mg/mL。     

鱼腥藻苯丙氨酸脱氨酶的基因克隆、表达及最适反应pH改造

【目的】表达鱼腥藻苯丙氨酸脱氨酶(AvPAL),并经分子改造降低其最适反应pH。【方法】PCR克隆AvPAL编码基因,并在大肠杆菌中表达,用Ni2+亲和层析柱和凝胶柱纯化重组蛋白。利用GETAREA软件筛选与催化残基距离较近的暴露于酶分子表面的氨基酸位点,将其突变为带电性质不同的氨基酸,并对突变体进行酶学性质研究。【结果】在大肠杆菌中成功表达了AvPAL,纯化后得到电泳纯的重组酶。突变体E75Q和E75R的最适反应pH从8.5分别偏移到7.5和7.0。E75Q在pH 7.5时的比酶活较原酶提高了25%,在pH 6.5–9.5之间酶的稳定性良好,其最适反应温度为50 °C,在此温度下保温1 h酶活无显著变化。在最适反应条件下,E75Q的kcat/Km值较原酶提高了26.6%。【结论】改变AvPAL酶分子中起路易斯碱作用的关键氨基酸残基(质子受体)附近与之有相互作用的氨基酸的带电性质,降低了AvPAL的最适反应pH,提升了其在医疗领域的应用前景。     

嗜酸古菌Cuniculiplasma divulgatum来源的GH1家族中温β-葡萄糖苷酶CdBglA的原核表达及酶学性质分析

葡萄糖苷酶在食品、医药、生物质转化等领域具有重要的应用价值,因此发掘适应性强、性质优良的β-葡萄糖苷酶是国内外研究的热点。本文对尚未报道的来源于嗜酸古菌(Cuniculiplasmadivulgatum)GH1家族的葡萄糖苷酶进行了克隆表达和酶学性质测定,以期找到更优的β-葡萄糖苷酶。从NCBI数据库中获取了C. divulgatum来源的GH1葡萄糖苷酶氨基酸序列,然后制备重组质粒pET-30a(+)-CdBglA,并在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达重组蛋白,对纯化后的CdBglA进行酶学性质研究。结果发现,重组酶CdBglA的分子量为56.0 kDa,最适pH为5.5,最适温度为55℃。该酶具有良好的pH稳定性,在pH 5.5-11.0范围内处理1 h,仍维持92.33%以上的酶活力。以p NPG为底物时的酶促反应动力学参数Km、Vmax和Kcat/Km分别为0.81 mmol、291.99μmol/(mg·min)和387.50s-1mmol-1。其在终浓度5mmol/L重金属离子的影响下均能保持90.33%以上的酶活力;在15%的乙醇溶液中酶活力被提高了28.67%,在2...     

瘦肉型猪(PIC344)精液酸性磷酸酶部分性质研究

用纱网滤掉瘦肉型猪 (PIC344) 新鲜精液中胶状物得原精液, 该原精液经硫酸铵分段盐析、DEAE Sepharose F F 离子交换柱层析、Sephacryl S 200 凝胶过滤后分离纯化到酸性磷酸酶 (Acid Phosphatase, 简称ACPase)。纯化倍数为22 78, 酶液比活力为15 26U/mg蛋白。纯化酶液经非还原性SDS PAGE检测, 呈现单一蛋白着色带。测得该酶相对分子质量为52 3kD, 等电点为5 1, 米氏常数 (Km 值) 为3 08×10-3mol/L。测得该酶最适pH为3 6, 最适温度为52℃。ACPase在pH 3 5~6 0范围内稳定, 在40℃以下稳定, 50℃保温30min后酶活仍能保持59 2%。     

脱墨用棘孢曲霉SM-L22纤维素酶系中内切酶的纯化及性质

通过Bio GelP 60分子筛和DEAE 与Q sepharose离子交换层析等手段 ,分离纯化了棘孢曲霉SM L2 2纤维素酶系中五种内切酶组分EGⅡ 1、EGⅡ 2、EGⅢ 1、EGⅢ 2和EGⅣ ,并且对这五种内切酶组分的基本性质进行了研究。通过SDS PAGE和IEF电泳测得其分子量分别为 38 7,34 4,31 4,36 9和 2 3 7kD ,等电点分别为pH <3 5,<3 5,4 9,4 5和 5 0。 5个酶组分均属酸性纤维素酶 ,最适pH在 3 5～ 4 0之间 ;最适温度分别为 55℃、60℃、( 60～ 70 )℃、( 60～70 )℃和 60℃。各酶组分有较宽的pH稳定性 ;温度稳定性表现为EGⅡ 1 >EGⅡ 2 >EGⅢ 1>EGⅢ 2 >EGⅣ。EGⅡ 1和EGⅡ 2有较高的底物专一性 ,而EGⅢ 1、EGⅢ 2和EGⅣ对木聚糖有交叉活性。Fe2 +对除EGⅣ以外的四种酶组分都有激活作用 ,尤其是对EGⅢ 2有强烈的激活作用。动力学分析表明各纤维素酶组分对底物亲和力的大小与酶的催化率之间并无相关性。     

重组hPRL-1的表达纯化及其理化和酶学性质研究

目的:表达纯化hPRL-1重组蛋白,分析其理化性质及酶学特性。方法:热激法将重组pET15b质粒转化入E.coli BL21中,IPTG诱导表达出His-tagged hPRL-1蛋白。使用Ni-NTA亲和层析法结合Mono Q离子交换层析法纯化。用SDS-PAGE法和Western Blot法进行表达情况的定性定量分析,并使用HPLC法鉴定蛋白纯度,计算出蛋白分子量,圆盘等电聚焦电泳分析重组蛋白等电点。比较分析以pNPP、4-MUP和DiFMUP为底物时的酶促反应动力学。同时以pNPP为底物测定酶的最适pH值;以4-MUP为底物测定酶的最适温度,分析探讨缓冲液离子强度与蛋白酪氨酸酶通用抑制剂钒酸钠对酶活力的影响。结果:以亲和层析和离子交换层析结合,可以纯化得到纯度约为95%的蛋白。测得蛋白分子量为24.54kD,等电点为9.11。以pNPP、4-MUP和DiFMUP为底物时Km分别为3720μmol/L,130μmol/L和50μmol/L。酶的最适pH值为7.6,最适温度为34℃。结论:纯化所得蛋白为目的蛋白hPRL-1;两步纯化相结合可以得到纯度较高的蛋白;三种底物特异性依次为DiFMUP>4-MUP>pNPP。     

瑞氏木霉内切葡聚糖酶Ⅲ基因的克隆及在酿酒酵母中的表达

采用刚果红染色法从瑞氏木霉cDNA文库中分离到一株具有CMCase活性的阳性克隆 ,测序结果显示该基因所编码的蛋白质为瑞氏木霉内切葡聚糖酶Ⅲ (EGⅢ )。对重组酿酒酵母所产生的EGⅢ进行了酶学性质分析 ,其最适pH为 5 0 ,最适温度为 60℃。检测了酿酒酵母蛋白质分泌系统组分SSO2和SEB1对EGⅢ分泌的影响。结果表明 ,在可过量表达蛋白质分泌系统组分SSO2的酿酒酵母H837中 ,EGⅢ的分泌量最高。由此分析 ,酿酒酵母SSO2蛋白可能在EGⅢ的分泌中 ,是一个限速步骤。通过PCR方法删除EGⅢ基因 5′端非翻译区的 98bp核苷酸序列使EGⅢ表达量提高了 5 3倍。这提示我们 ,瑞氏木霉的EGⅢ基因在酿酒酵母细胞中表达时 ,其mRNA 5′端先导序列中可能存在影响该基因表达水平的调控序列。     

解淀粉芽孢杆菌凝乳酶的克隆、重组表达及酶学性质

为了实现解淀粉芽孢杆菌来源凝乳酶的异源表达,并探究重组凝乳酶的酶学性质。以解淀粉芽孢杆菌基因组DNA为模板,扩增得到凝乳酶编码基因proMCE,构建了重组菌株E.coliBL21(pET28a-proMCE),并成功表达了重组凝乳酶。通过Ni柱亲和层析法纯化具有活性的凝乳酶,分子量大小约为28.5kDa,纯化后比酶活达到1096.97SU/mg,纯化倍数达到4.56倍,回收率为66.51%。对该重组酶酶学性质进行了初步研究,重组凝乳酶分别在70℃、65℃表现最大凝乳酶活力与蛋白酶活力,60℃处理20min,凝乳酶活力与蛋白酶活力均被钝化80%,为热不定性酶。酶的最适反应pH为5.0。在pH5~7条件下处理后,凝乳酶活力相对稳定,能保留超过70%的活力。     

K178M、S170F、G180V突变对木聚糖酶XynZF-2热稳定性的影响

利用生物信息学分析黑曲霉木聚糖酶Xyn ZF-2,选择α-螺旋178位点、170位点和180位点氨基酸进行定点突变(K178M,S170F,G180V)获得突变木聚糖酶基因xyn MFV,构建重组表达载体转化大肠杆菌E.coli BL21(DE3)诱导表达。酶学性质分析对比发现,突变酶最适温度(50℃)比原酶(40℃)提高了10℃;40℃条件下保温1 h突变酶Xyn MFV相对酶活力下降到热处理前的56.0%,原酶Xyn ZF-2下降到42.0%;45℃时突变酶Xyn MFV的半衰期t_(1/2)为21 min,与原酶Xyn ZF-2(t_(1/2)=7 min)相比较提高了14 min。结果表明,K178M、S170F、G180V突变木聚糖酶可以提高Xyn ZF-2最适温度和热稳定性。     

肠道病毒71型3C蛋白酶在大肠杆菌中的表达及活性研究

本研究利用大肠杆菌表达系统构建肠道病毒71型3C蛋白酶,并进行纯化,对其酶活性进行研究。首先,将3C蛋白酶基因克隆至pET28a载体,在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,Ni-NTA柱亲和层析纯化获得3C蛋白酶,经肠激酶酶切去除N端His标签后获得无His标签的3C蛋白酶,再以荧光多肽为底物进行酶活性研究。经过双酶切鉴定和测序证实,重组表达质粒pET28a-3C构建正确,表达的重组3C蛋白酶相对分子质量约22kD;纯化后有无His标签的3C蛋白酶均能催化荧光底物3B-3C,并且两者的酶动力学数据无显著差异,含有His标签的3C蛋白酶Km、Vmax、Kcat分别为22μM、434nM.Min-1、0.0669 Min-1;其最适反应pH为7.0,最佳反应温度为30℃～37℃。本实验成功表达并纯化了重组3C蛋白酶,该酶具有良好的活力,为抗病毒抑制剂、结构蛋白组装、疫苗开发及3C蛋白酶检测方法的研发奠定了基础。     

林生山黧豆谷氨酸脱羧酶的分离纯化及部分性质的研究

以林生山黧豆为材料,利用硫酸按分段盐析,丙酮沉淀,DEAE-SepharoseFF离子交换柱层析,SephacrylS300凝胶过滤柱层析及FPLC-MonoQ柱层析技术,以聚酰胺薄膜层析荧光定量法为酶活力检测手段,分离纯化了谷氨酸脱羧酶,达到电泳银染纯．纯化后的林生山黧豆谷氨酸脱羧酶活力达375．09U·mp-1,纯化倍数38．2倍,经SDS-PAGE测定,其亚基分子量为70kD,经梯度PAGE确定,天然分子量为140kD,表明该酶是由两个亚基组成的二聚体．酶学研究表明,纯化的林生山黧豆谷氨酸脱羧酶的最适pH值为5．4,对谷氨酸的Km值为1．62×10-3mol·L-1,酶的最适温度为40℃,酶特异性地使谷氨酸脱羧,不能使天门冬氨酸等其它氨基酸脱羧．     

烟管菌漆酶的分离纯化及部分酶学性质研究

烟管菌Bjerkandera adusta WZFF．W-Y11漆酶粗酶液经过丙酮分级沉淀、DEAE-Cellulose离子交换层析、Sephadex G-100凝胶过滤,得到了三种电泳纯的漆酶同工酶,总酶活回收率达到65．5％,其中LacA平均纯化了29．2倍,LacB纯化了5．1倍,LacC纯化了18．5倍;三种同工酶的分子量分别为LacA：68．7kDa、LacB：80．2kDa、LacC：77．2kDa。LacA、LacC氧化愈创木酚的Km,大于氧化ABTS的Km,最适作用温度在45．70℃,最适反应pH3．0-5．5,65℃时LacC比LacA稳定,LacC在pH3．5—6．0稳定,LacA在pH5．0-9．0稳定,A1^3对LacA、LacC的酶活有促进作用,C1、Fe^3＋、Hg^2＋抑制LacA、LacC的酶活,Cu^2＋抑制LacC的酶活,而对LacA的活性没有明显影响。     

黑曲霉M89菊粉酶的提纯与性质

黑曲霉(Aspergillusniger）M89菊粉酶经硫酸铵分级盐析、SephadexG-200凝胶过滤、DEAE-纤维素离子交换层析、聚丙烯酞胺凝胶电泳（PAGE）制备分离,提纯到4个菊粉酶组分EⅠ、EⅡ、EⅢ和EⅣ。用SDS-PAGE测定分子量分别为102．6、97．9、61．2和36．5kD;用等电聚焦电泳测得其等电点分别为4．15、4．24、4．48和4．15。4个组分的最适反应温度均为55～60℃;EⅠ的最适pH为pH4．0,其余3个组分为pH4．5．各组分的热稳定性有一定差异,分子量越小的组分,热稳定性越好,55℃处理90min,EⅠ有一定的热失活,其余3个组分无活力丧失,4个组分都是外切酶。     

脱墨用棘孢曲霉SM-L22纤维素酶系中内切酶的纯化及性质

通过Bio-Gel P-60分子筛和DEAE-与Q-sepharose离子交换层析等手段,分离纯化了棘孢曲霉SM-L22纤维素酶系中五种内切酶组分EGⅡ-1、EGⅡ-2、EGⅢ-1、EGⅢ-2和EGⅣ,并且对这五种内切酶组分的基本性质进行了研究.通过SDS-PAGE和IEF电泳测得其分子量分别为38.7,34.4,31.4,36.9和23.7kD,等电点分别为pH＜3.5,＜3.5,4.9,4.5和5.0.5个酶组分均属酸性纤维素酶,最适pH在3.5～4.0之间;最适温度分别为55℃、60℃、(60～70)℃、(60～70)℃和60℃.各酶组分有较宽的pH稳定性;温度稳定性表现为EGⅡ-1＞EGⅡ-2＞EGⅢ-1＞EGⅢ-2＞EGⅣ.EGⅡ-1和EGⅡ-2有较高的底物专一性,而EGⅢ-1、EGⅢ-2和EGⅣ对木聚糖有交叉活性.Fe2+对除EGⅣ以外的四种酶组分都有激活作用,尤其是对EGⅢ-2有强烈的激活作用.动力学分析表明各纤维素酶组分对底物亲和力的大小与酶的催化率之间并无相关性.