黑曲霉嗜热β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中的克隆表达及其魔芋降解产物分析

根据毕赤酵母密码子偏好性优化设计合成一段来自黑曲霉BK01的嗜热β-甘露聚糖酶基因,通过构建表达载体pPICZαA-man线性化后电转化入不同的毕赤酵母宿主,获得最佳重组菌KM71-MAN,其发酵罐发酵酶活最高达2 318.85 IU/mL。表达产物纯化后的分子量约为40 kD,最适反应温度为80℃,最适pH为5.0。该酶在70℃(pH5.0)保温44 h仍能保留43%的酶活力且在pH3.0-7.0范围内保温70 h(50℃)酶活力仍能保留85%以上。利用发酵罐所产重组酶酶解魔芋胶制备甘露低聚糖,产物以甘露二糖和甘露六糖为主,甘露低聚糖得率为55.6%。该重组β-甘露聚糖酶具有良好的热稳定性和pH稳定性,在魔芋制备甘露低聚糖中具有较好的应用潜能。     

氧化葡萄糖酸杆菌中5-葡萄糖酸脱氢酶基因的克隆、表达及酶学性质分析

根据NCBI上的报道的基因序列设计引物,以氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans)H24的基因组为模板,获得5-葡萄糖酸脱氢酶(Ga5DH)基因,将其与表达载体pET-28a连接,构建重组质粒pET-28a-Ga5DH,并转化大肠杆菌Rosetta进行表达。SDS-PAGE检测结果显示,表达蛋白的分子大小为26.5 kD,纯化后酶活达7.83 U/mg。酶学性质分析表明,该酶的最适反应温度为40℃,最适pH为11。在pH 9-11的缓冲中保温8 h,酶活力仍有80%以上的残余。该酶对多种有机溶剂具有良好的耐受性。     

芽孢杆菌β-甘露聚糖酶基因的克隆及表达

从新疆极端干燥环境土壤样品中筛选到具有高β-甘露聚糖酶活性的芽孢杆菌(Bacillus sp.MX).运用PCR技术从该菌基因组中克隆得到β-甘露聚糖酶基因,连接到表达载体pET-28a上.在大肠杆菌BL21中高效表达的基因产物经亲和层析纯化,SDS-PAGE凝胶电泳分析显示该蛋白的相对分子质量为41 kD.酶学性质分析表明该酶在25～95℃,pH3.0～9.6范围内均具有酶活.最适作用温度55℃和pH值5.0,酶比活力为4 572 U/mg.在最适pH 5.0,高温85℃和95℃分别处理10min后,该酶相对酶活力仍保持51%和34%,显示β-甘露聚糖酶具有较好的耐酸性和热稳定性.     

2型猪链球菌葡萄糖胺-6-磷酸脱氨酶基因的克隆表达及酶活性测定

目的:克隆表达2型猪链球菌葡萄糖胺-6-磷酸脱氨酶(NagB)编码基因,并测定其酶反应体系活性。方法:根据2型猪链球菌05ZYH33基因组序列,全合成nagB基因(ssu05_0195),并将其克隆至pET32a载体,在大肠杆菌中表达;利用Ni亲和层析柱纯化表达产物,获得纯化的NagB蛋白,Western印迹鉴定后测定其酶反应体系活性。结果:在大肠杆菌中高效表达了nagB基因,重组NagB相对分子质量约为56×10~3;在25℃、pH9.5、底物浓度为15 mmol/L、反应40 min时,NagB酶促反应体系表现出最大活性;在最适条件下,2型猪链球菌中NagB酶促反应体系的体外活性为3.73 U/mL,酶比活为12.43 U/mg。结论:2型猪链球菌05ZYH33中含有编码NagB的nagB基因,在原核系统中表达的NagB蛋白具有酶学活性。     

黑曲霉耐酸性α-淀粉酶基因真核表达载体的构建及酶学性质研究

以报道的黑曲霉耐酸性α-淀粉酶基因(ANasamy)为基础设计两条引物,通过PCR等分子生物学手段克隆了一段全长为1975 bp的ANasamy基因,构建了关于ANasamy的表达质粒pPTH-ANasamy,并在黑曲霉菌株中获得表达。分离、纯化重组耐酸性α-淀粉酶并对该酶的基本酶学性质进行研究,该酶蛋白质分子量约为70 kDa,在65℃及pH 4.5条件下催化活力最高,具有较高的热稳定性及低pH耐受性。Cu~(2+)和Fe~(3+)对该淀粉酶活力有较强的抑制作用。     

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。     

Thermus thermophilus HB27锰过氧化氢酶在大肠杆菌中的表达及酶学性质分析

碱性嗜热过氧化氢酶是一种重要的纺织用酶。根据大肠杆菌密码子使用偏爱性,对Thermus thermophilus HB27来源的含锰过氧化氢酶基因进行密码子优化,将优化后的基因连接至表达载体pET28a(+)上,转化到E.coli BL21(DE3)中进行诱导表达。结果表明在含有14mmol/L Mn2+浓度的培养液中以0.2 mmol/L的IPTG 42℃条件下诱导2 h的情况下,菌体破碎上清液中的酶活力可达25 U/ml。利用Ni亲和层析柱对该Mn-CAT进行纯化,酶学性质研究表明:此酶的最适温度为70℃,最适pH为pH 10.0,在80℃保温2 h,酶活力不损失;pH9.0~11.0的环境中放置2 h后,酶活仅损失约10%,此酶具有良好的工业开发潜力。     

低温、嗜盐α-淀粉酶Amy3的克隆、表达及重组酶性质

【目的】从分离自北极海底沉积物Pseudoalteromonas sp.K8菌株克隆、重组表达α-淀粉酶Amy3,并研究其酶学性质。【方法】基于Pseudoalteromonas haloplanktis TAC125基因组分析,从亲缘关系较近的Pseudoalteromonas sp.K8克隆获得α-淀粉酶基因amy3,以大肠杆菌为宿主进行重组表达,经Ni-NTA亲和层析柱纯化获得重组蛋白Amy3。以可溶性淀粉等为底物,研究Amy3的酶学性质。【结果】Amy3最适催化pH为8.5,在pH 6.5–10.0范围内酶活力维持在40%以上;其在pH 7.5–8.5范围的稳定性较好,pH 8.0条件下的半衰期可达4 h。Amy3在低温下较稳定,25℃半衰期为5 h;最适反应温度为25℃,并且在0℃可以保持50%以上酶活力,显示良好的低温催化特性。NaCl能够有效提升Amy3的酶活力及稳定性;荧光光谱分析表明,NaCl并未引起Amy3酶蛋白三级结构的改变。动力学分析显示,NaCl影响了酶催化的K_m及k_(cat),进而提升了酶的催化效率。底物特异性分析表明,Amy3对支链淀粉的水解能力优于直链淀粉,并能够有效地水解小麦淀粉、玉米淀粉和木薯淀粉。【结论】来源于Pseudoalteromonassp.K8菌株的α-淀粉酶Amy3具有良好的低温催化及嗜盐性,在洗涤、食品、污水处理等行业中有潜在的应用前景。     

多粘芽孢杆菌 (Bacillus polymyxa)β-葡萄糖苷酶基因在大肠杆菌中的表达、纯化及酶学性质分析

从多粘芽孢杆菌 (Bacilluspolymyxa 1794 )中克隆得到 β-葡萄糖苷酶基因bglA。将其构建在大肠杆菌 (Es-cherichiacoli)表达载体pET28a(+)上 ,转化E .coliBL21,获得重组工程菌BL1979。重组表达的 β-葡萄糖苷酶的酶活力达到 247IU mL ,经镍柱纯化后的β-葡萄糖苷酶最适温度为 37℃ ,最适pH值为70 ,该酶经纯化后纯度可达92.7%。用非变性梯度聚丙烯凝胶电泳发现该酶具有多种寡聚体形式 ,经荧光底物活性染色表明这些寡聚体均具有β-葡萄糖苷酶活性.     

3β-羟基类固醇脱氢酶基因的克隆表达及其性质研究

目的:构建3β-羟基类固醇脱氢酶(3β-HSD)异源表达系统,进一步探究其酶学性质。方法:通过分子生物学方法克隆来源于Mycobacterium neoaurum菌株的3β-羟基类固醇基因,构建重组质粒,运用HPLC方法检测酶反应体系的产物。结果:本实验构建了表达载体pet28a-hsd。优化诱导表达条件,发现3β-HSD异源表达的最适温度为16℃~25℃,37℃时蛋白表达为包涵体。此外,同一温度下不同IPTG浓度诱导的表达结果差异不大。利用纯化后的蛋白进行酶特性的研究,结果表明在3β-HSD酶反应体系中,30℃达到较高的酶活性;pH 7.5~9.0之间,酶活力较强,pH低于7.0时,酶活性明显下降;有机助溶剂DMSO对酶反应有抑制作用;Fe~(3+)和Cu~(2+)对酶反应有抑制作用。结论:本实验探究了分枝杆菌中3β-羟基类固醇脱氢酶的相关性质,为进一步研究该酶在类固醇代谢中的功能提供基础。     

麻疯树叶中过氧化物酶JCP-1的分离纯化和几种特性的检测

麻疯树叶片蛋白粗提液经硫酸铵分级沉淀,强阴离子琼脂糖、强阳离子琼脂糖和交联葡聚糖层析,得到一个比活为4499U·mg-1（蛋白）过氧化物酶,命名为JCP-1。其分子量为49kDa,等电点为pH3.3,最适pH为5.0-6.0。以H2O2为底物的Km为2.14mmol·L-1。JCP-1具有宽泛的最适保存pH（7.0-11.0）和较高的耐热性（80℃高温处理15min,活性保持在90%以上）。30%PEG6000处理模拟干旱胁迫及50℃高温胁迫麻疯树苗,其叶片中JCP-1活性分别提高121%和155%。     

类芽胞杆菌碱性果胶裂解酶的纯化与酶学性质表征

从类芽胞杆菌Paenibacillus sp.WZ008的发酵上清液中纯化得到一个高活力碱性果胶裂解酶,经SDS-PAGE电泳估算其亚基相对分子质量为4.5×104。通过对该酶进行酶学性质研究发现：该酶能催化裂解果胶酸、低酯果胶和高酯果胶;酶催化反应最适温度范围为55～60℃,最适pH为9.6,在最适条件下以低酯果胶为底物酶的比酶活达3 021.6 U/mg;Ca2＋能增强该酶的活力,而Mn2＋,Ba2＋和EDTA强烈抑制该酶活力;当没有Ca2＋存在时,高度酯化的果胶是该酶的最适底物,在4 mmol/L Ca2＋存在时,该酶以果胶酸为底物比酶活最高（25 467 U/mg）。该酶N端序列比对分析发现与类芽胞杆菌Paenibacillus amylolyticus strain 27c64果胶裂解酶高度同源。     

高产耐热脂肪酶嗜热脂肪地芽孢杆菌的选育

采用氮离子注入技术对耐热脂肪酶产生菌嗜热脂肪地芽孢杆菌（Geobacillus stearothermophilus）L4进行诱变,筛选获得酶活力有较大提高且传代稳定的正突变菌株L4-3;再对L4-3进行紫外线诱变,得到脂肪酶活力提高的正突变菌株L4-3-2,其脂肪酶活力达25．71U／mL,较原始菌株M提高511．9％。高产突变株L4-3-2所产脂肪酶的最适作用温度为50℃,70℃保温60min的剩余酶活为82％,最适作用pH为7．0～8．0,为一种耐热碱性脂肪酶。     

2种不同形态不依赖Ca2+ α-淀粉酶的纯化与表征

纯化表征了枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis CN7产生的2种不同形态的不依赖Ca2+的α-淀粉酶,对其酶解产物进行了高效液相色谱(HPLC)分析。结果表明:通过加热除杂、超滤、(NH4)2SO4沉淀和分子筛层析,一次性获得了纯化倍数提高36倍的电泳纯成熟肽形式α-淀粉酶Amy7B和提高75倍的截短体形式α-淀粉酶Amy7S;Amy7B和Amy7S的最适pH为6.5,最适温度为65℃,酶活性均不依赖于乙二胺四乙酸(EDTA)和Ca2+;酶解产物主要由葡萄糖和麦芽糖组成。Amy7B的相对分子质量为6.7×104,半衰期温度为59.6℃,比活力为(905.99±96.52)U/mg。与之相比,Amy7S的相对分子质量小约2.0×104(为4.7×104),半衰期温度高2.7℃(为62.3℃),比活力高1.05倍(达到(1 853.87±75.61)U/mg)。     

重组阿拉伯糖苷酶在毕赤酵母中的分泌表达及其活性分析

假密环菌是一种果树腐病菌,具有较强的分解代谢纤维素的能力。本文根据已克隆出的阿拉伯糖苷酶基因序列（Accession Number AJ620046）设计引物从假密环菌的mRNA中克隆出阿拉伯糖苷酶的ORF片段,构建重组质粒pPIC9-AF,与组氨酸标签融合,电转化毕赤酵母菌GS115并进行诱导表达。所得到的重组阿拉伯糖苷酶在30-35℃时有较高的酶活,最适反应活性pH值在6.0-8.0之间,而在pH4.0－8.0范围内酶活基本保持在80%以上,比大多已报道的阿拉伯糖苷酶最适pH范围宽。本研究工作对于高效表达重组阿拉伯糖苷酶以及对其进一步的酶学性质研究提供了一个良好的基础。     

突触小体相关蛋白SNAP25的原核表达、纯化及鉴定

目的:克隆突触小体相关蛋白(SNAP25)基因,原核表达、纯化并鉴定SNAP25蛋白。方法:PCR扩增SNAP25基因,克隆至表达质粒pTIG-Trx,转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,IPTG诱导表达,Ni2+-NTA亲和层析纯化目的蛋白,SDS-PAGE及Western印迹分析肉毒神经毒素BoNT/A轻链对该蛋白的裂解情况。结果:构建了pTIG-SNAP25表达质粒,经IPTG诱导表达,目的蛋白占全菌蛋白的26.2%,表达形式为可溶性表达,表达量达115.4mg/L,纯化后蛋白纯度达95%以上;经SDS-PAGE及Western印迹分析,SNAP25蛋白可被BoNT/A轻链特异降解。结论:克隆了SNAP25基因,在原核系统中表达、纯化并鉴定了重组SNAP25蛋白。     

枯草芽孢杆菌SA-22 β-甘露聚糖酶的纯化及其特性

利用硫酸铵沉淀、羟基磷灰石柱层析、Sephadex G-75凝胶过滤和DEAE-52离子交换柱层析的方法,将枯草芽孢杆菌SA-22 β-甘露聚糖酶纯化了30.75倍,同时,该酶比活达到3478056 u/mg,收率达到23.43%。利用SDS-PAGE凝胶电泳和Sephadex G-75凝胶过滤的方法测得枯草芽孢杆菌SA-22 β-甘露聚糖酶的分子量分别为38 kD和34 kD。实验发现该酶的最适pH为6.5,在pH 5～10的范围内稳定;该酶最适温度为70℃,在50℃保温4h后其活力不变,在60℃保温4 h后剩余酶活为74.2%,70℃的酶活半衰期为3h。实验还发现Hg²⁺对酶活力有明显抑制作用。该酶对槐豆胶和魔芋胶的K_m和V_max值分别为11.30mg/mL, 4.76mg/mL和188.68(μmol·mL^-1·min^-1), 114.94(μmol·mL^-1·min^-1)。     

黑木耳漆酶纯化及部分漆酶特性的研究

黑木耳漆酶研究可为漆酶的进一步分离纯化、基因克隆表达和大规模生产应用奠定基础。对黑木耳"黑29"菌株漆酶粗酶液进行硫酸铵分级沉淀后,通过Native SDS-PAGE电泳检测,存在3种漆酶LacA、LacB、LacC,分子量分别为60,34,19 kD。经硫酸铵分级沉淀和DEAE-Sephacel柱层析技术分离得一纯化成分LacC,纯化倍数7.60,酶活性回收4.28%。对LacC的pH、温度、金属离子和Km值等部分酶学性质进行研究发现,该酶氧化ABTS的Km值为1.18×10-6mol/L,催化氧化底物ABTS的最适pH为3.8,在pH 3.0~4.6表现出较强的稳定性;最适反应温度为55℃,低于50℃时有较好的热稳定性;金属离子Ag+对漆酶有激活作用,而Fe3+、Mn2+、Co2+则有抑制作用。     

酿酒酵母乙醛脱氢酶的克隆与表达

利用PCR技术从酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae W303-1A）总DNA中扩增得到1．9kb乙醛脱氢酶编码基因aldh,将其连接到表达载体pEtac,得到重组载体pEtac—aldh,重组载体在大肠杆菌JM109中得到高效表达。对含有aldh的基因工程菌进行表达研究表明：该菌株在37℃下,以1．0mmol／LIPTG诱导5h酶活力达到22．8U,比酶活力为15．0U／mg蛋白,而对照菌株检测不到酶活力,并且该菌的耐乙醛浓度可达3．2g／L。     

链霉菌壳聚糖酶的纯化及其酶学性质

分离纯化从烟台近海土壤筛选的链霉菌来源壳聚糖酶,并对其酶学性质进行研究。通过(NH4)2SO4分级沉淀分离得粗酶,透析后经Sephadex G-100柱纯化,得到2种壳聚糖酶(ChA和ChB)。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳及Sephadex G-75凝胶过滤确定ChA的相对分子质量,研究ChA的最适底物水解条件、热稳定性、水解动力学及金属离子对酶活性影响。结果表明:ChA为单亚基蛋白,相对分子质量为4.16×104,在220和280 nm处呈现两个紫外吸收峰,催化水解壳聚糖的最适pH为5.0～5.5,最适温度为55℃。热稳定性实验表明:30℃温育1 h后酶活为初始酶活的33.3%,40℃温育1 h后酶活为初始酶活的22.2%。ChA的酶促反应初速率为6.2×10-3μmol/(mL.min),Vmax为0.318μmol/(mL.min),Km为1×10-2mg/mL,且对底物表现相对专一性。K+、Na+、Li+、Mg2+、Ca2+、Ba2+Zn2+、Cu2+和Co2+对ChA活力均表现为抑制作用,过渡金属离子Mn2+对酶有激活作用,重金属离子Hg2+、Ag+、Cd2+和Pb2+对酶均有较强的抑制作用。Mn2+和Zn2+的动力学研究表明,Mn2+对酶为混合型激活作用,Zn2+对酶为竞争性抑制作用。