耐热糖化酶基因的克隆及其在枯草杆菌中的表达

应用PCR技术从嗜热古生菌硫磺矿硫化叶菌（Sulfolobus solfataricus）中扩增到大小约为1．9kb编码嗜热糖化酶的DNA片段,并将其插入枯草杆菌诱导型表达载体pSBPYF,获得含有该糖化酶基因的重组质粒pSGAYF,转化枯草芽孢杆菌DB1342。经蔗糖诱导后,该糖化酶在枯草杆菌DB1342（pSGAYF）中获得胞外分泌表达,酶活为3．6U／mL,最适温度为90℃,最适pH6．0。     

嗜热糖化酶基因在重组黑曲霉工程菌中的表达及酶学性质初步研究

为了提高糖化酶的耐热性能,降低淀粉糖化发酵工艺的生产成本,构建了同源整合载体pEasy-glaAdir以及pEasyssg,将黑曲霉(Aspergillus niger)的糖化酶基因(glaA)灭活,并将硫磺矿硫化叶菌(Sulfolobus solfataricus)的嗜热糖化酶基因(ssg)插入到黑曲霉基因组中,筛选得到表达嗜热糖化酶的重组黑曲霉工程菌(A.nigerWW1)。重组菌的发酵结果显示,嗜热糖化酶在黑曲霉中得到了分泌表达,发酵液酶活达到3 030 U/mL。重组嗜热糖化酶的最适反应温度为90℃,最适pH为6.0,该酶具有较高的热稳定性,在80℃时的半衰期在60 min以上,具有良好的工业应用前景。     

利用degQ基因提高枯草芽孢杆菌纤溶酶表达*

从枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)中通过PCR扩增得到degQ基因,将其克隆到含有枯草杆菌纤溶酶基因的蔗糖诱导表达载体pUBS中,并转化至B.subtillisDB403受体菌,得到基因工程菌DB403(pUBSD)。通过发酵表达证实degQ基因能增强枯草杆菌纤溶酶的表达,酶活提高了2.2倍。同时还对不同种类的糖、不同浓度蔗糖、不同诱导时间等发酵条件进行优化和比较研究。     

嗜热毛壳菌纤维素酶（CBHⅡ）cDNA的克隆及在毕赤酵母中的表达

嗜热毛壳菌Chaetomium thermophilum CT2是一种土壤腐生菌,可产生具有重要工业生产价值的纤维素酶类。RACE-PCR获得嗜热毛壳菌纤维二糖水解酶Ⅱ（CBHⅡ）的编码基因(cbh2)。DNA序列分析表明cbh2的开放阅读框由1428个碱基组成,编码476个氨基酸。推断的氨基酸序列包含一个典型真菌纤维素酶的糖结合域（CBD）、催化域（CD）以及二者之间富含脯氨酸和羟基氨基酸的连接桥。根据氨基酸序列推算该酶分子量为53kD,属于糖苷水解酶第六家族,具有该家族催化保守区的典型特征。PCR扩增cbh2的成熟蛋白编码基因,利用基因重组的方法构建可在毕赤酵母分泌表达系统中表达纤维二糖水解酶蛋白的重组表达载体,并转化毕赤酵母得到重组子。在毕赤酵母醇氧化酶AOX1基因启动子的作用下,重组蛋白得到高效表达,小规模发酵量达1.2 mg/mL。经硫酸铵沉淀、DEAESepharose Fast flow阴离子层析等步骤纯化了该重组表达蛋白。SDS-PAGE得到重组蛋白分子量为67kD,与从嗜热毛壳菌中纯化的该酶分子量一致。该重组纤维二糖水解酶作用的最适合温度50℃,最适pH4.0,在70℃的半衰期为30min,具有较好的热稳定性。     

一个嗜热嗜酸细菌的新属——硫球菌属

本文报道从酸性热泉地区分离出一株比较少见的无机化能自养型嗜热酸细菌,经鉴定是一新属新种,命名为硫球菌属(Sulfosphaerellus gen. Nov.),模式种为嗜酸热硫球菌(Sulfosphae-rellus thcrmoacidophilum sp. Nov.)。细胞球形,直径0.8一1.2μm,有类似纤毛的结构,革兰氏阴性,需气,在无机盐培养条件下,氧化元素硫至硫酸获得能量进行自营生长。生长最适温度70℃,范尉55—80℃。生长最适pH2．5,范围1．0—5．5。DNA中G+C含量为33—39mol％。并将该菌与国外近十多年来分离的硫叶菌(Sulfolobus)等7种高温嗜酸细菌作了比较,并对其命名和分类位置作了讨论。     

嗜热脂肪芽孢杆菌中耐热蛋白酶基因的克隆

用鸟枪法把嗜热脂肪芽孢杆菌313一l(供体菌)染色体上的蛋白酶基因克隆到质粒pPL603上,并在枯草杆菌中得到表达。此基因位于6．6kb的EcoRI酶切片段上,带有重组质粒的枯草杆菌所产生的蛋白酶活性比供体菌株约提高30倍左右。该酶的最适反应温度为75℃,最适pH为7．0左右,是一个中性蛋白酶,在80℃作用30min后仍保留85％以上的酶活。     

嗜酸热硫球菌细胞外被的生物化学特性

研究了一抹嗜酸热硫氧化古细菌——嗜酸热硫球菌(Sulfosphaesellus thermoacidophilum)S-层的某些生物化学性质。发现该菌在某些重要性质方面与硫化叶菌属的模式菌种酸热硫化叶菌(Sulfolobus acidocaldorius)相比有很大差异。嗜酸热硫球菌的s一层之2％SDS溶液中非常不稳定,很容易被分解成亚单位：但它们在pH 9．0的磷酸缓冲液中很稳定,既不会坡水解也不溶解在该缓冲液中。     

腾冲嗜热杆菌热稳定海藻糖磷酸化酶的基因表达与酶的分子生物学性质研究

分离克隆了腾冲嗜热杆菌(Thermoanaerobacter tengcongensis)海藻糖磷酸化酶(TreP)的编码基因(treP), 该酶可催化以葡萄糖和α-1-磷酸葡萄糖为底物的海藻糖合成反应及其逆向的分解反应. 反向mRNA点杂交实验表明, 腾冲嗜热杆菌中treP基因在高盐胁迫条件下表达量增加, 而在海藻糖诱导条件下表达量降低. 将该基因导入不含TreP的大肠杆菌中进行诱导表达, SDS-PAGE表明, 异源表达的TreP分子量约为90 kD, 与预期值相同. 通过葡萄糖氧化酶法测定分解产物葡萄糖的产率表明: TreP催化海藻糖分解反应的最适温度是70℃, 最适pH值为7.0; 通过HPLC检测合成产物海藻糖的产率表明: TreP催化合成反应的最适温度为70℃, 最适pH值为6.0. 在最适反应条件下, 50 μg的TreP粗酶可催化25 mmol/L α-1-磷酸葡萄糖与葡萄糖在30 min合成11.6 mmol/L海藻糖; 而同量的酶在同样时间内仅能将250 mmol/L海藻糖分解生成1.5 mmol/L葡萄糖. 以上体内胁迫和诱导表达分析及体外酶学性质分析均证明该酶的主要功能是催化海藻糖的合成反应. 热稳定性实验表明, 该酶性质比较稳定, 在50℃下温育7 h还能保持77%以上的活性, 是一个有潜在工业用途的新的热稳定海藻糖合成酶.     

Aeropyrum pernix K1磷脂酶A2的克隆、表达及其性质

从超嗜热需氧古细菌AeropyrumpernixK1中抽提出染色体基因组,经PCR扩增得到磷脂酶A2基因,用带有His-tag标记的pET15b作为表达载体,在大肠杆菌BLP中成功地诱导表达。表达产物经过Ni-螯合柱一步得到纯化。SDS-PAGE检测只有一条带,其准确分子量为17,871kD。对纯化后的磷脂酶A2测定其酶活性和生物活性,得出其最适反应温度为90℃,最适pH范围为7.8~8.2。至此首次成功地在大肠杆菌中表达了古细菌嗜热磷脂酶A2,这将为以后对该酶的结构和功能以及耐热机制研究打     

极端嗜热古菌Pyrococcus horikoshii几丁二糖脱乙酰酶的克隆、表达及性质研究

利用PCR扩增技术从极端嗜热古菌Pyrococcus horikoshii 中得到预测为几丁二糖脱乙酰酶的基因（Dacph,PH0499）,将其克隆入表达质粒pET15b,并在E.coliBL21_codonPlus(DE3)_RIL中表达获得可溶的Dacph重组蛋白（31.6kDa）,TLC分析证明Dacph能够脱去N_乙酰氨基葡萄糖及几丁二糖的一个乙酰基,并与氨基葡萄糖苷酶（BglAPh）共同作用水解几丁二糖生成氨基葡萄糖,从而被命名为一种几丁二糖脱乙酰酶。与Pyrococcus horikoshii中外切氨基葡萄糖苷酶等共同作用,Dacph可能在嗜热球古菌独特的几丁质降解途径中起重要作用。     

嗜铬粒蛋白N端片段基因在枯草杆菌中的表达及表达产物的活性分析

嗜铬粒蛋白(CGA)是存在于分泌细胞的由439个氨基酸组成的可溶性蛋白。近年的研究发现CGA的N端具有抗血管收缩、抗细菌和抗真菌的功能。为了寻找高效低毒的抗真菌片段,利用PCR技术扩增了编码人嗜铬粒蛋白N端1-76位氨基酸（CGA1-76）的DNA片段,并将之克隆进本实验构建的枯草杆菌诱导型表达载体pSBPTQ,获得含CGA1-76基因的重组质粒pSVTQ,转化蛋白酶三缺陷的枯草杆菌DB403。经蔗糖诱导后,CGA1-76片段在枯草杆菌DB403（pSVTQ）中获得表达,产物分泌到细胞外,分泌量约为5mg/L,占总分泌蛋白的133% 。测试了表达产物对几种丝状真菌和酵母的抑制作用,发现在4μmol/L的浓度下,枯草杆菌表达的重组CGA1-76对镰刀菌、链格孢霉及白假丝酵母有明显的抑制作用。     

枯草杆菌中性蛋白酶基因在大肠杆菌中的表达

蛋白酶是枯草杆菌(Bacillus subtilis)产生的具有重要工业价值的水解酶。对蛋白酶基因的分离与高效率表达一直是基因工程研究领域的重要内容之一^[1-4]。蛋白酶基因的筛选可采用不同的方法,如“免疫法”、“DNA 杂交法”、“遗传互补法”等。大肠杆菌(Escherichia coli)是基因工程中最常用的宿主菌, 若能以E．Coli作为筛选蛋白酶基因的宿主苗,那么使用E．Coli的常规载体,便可直接获得完整的蛋白 酶基因。枯草杆菌的蛋白酶基因能否在大肠杆菌中表达．则是实现这一目标的关键。Koide等人^[5]报道过枯草杆菌的胞内丝氨酸蛋白酶基因在大肠杆菌中的表达。转化细胞在含有脱脂牛奶的平板上可产生十分微弱的水解圈。Ikeraara等人^[6]将Subtilisin E(枯草杆菌蛋白酶E)插人大肠杆菌的表达载体,具有活性的Subtilisin E便可分泌到大肠杆菌的细胞周质中。吴汝平撰文指出^[7]。克隆的枯草杆菌蛋白酶基因不能在大肠杆菌中表达。是因为大肠杆菌不能转录枯草杆菌的促使生长调节基因。Wang等人^[8]则认为,在大肠杆菌中观察不到野生型的中性蛋白酶基因E(nprE)的表达。是因为nprE的表达产物对大肠杆菌有致死作用．除去该基因上的核糖体结合位点,nprE便能在大肠杆菌中低水平表达,并能将表达产 物分泌至胞外。由上可知．枯草杆菌的蛋白酶基因能否在大肠杆菌中表达以及表达的位置仍然是一个众说纷纭的问题,这一问题也正是能否用大肠杆菌作为宿主菌筛选蛋白酶基因的关键。     

来源于酸热脂环酸杆菌的嗜酸性α-淀粉酶的表达研究

从嗜酸耐热的酸热脂环酸杆菌Alicyclobacillusacidocaldarius中克隆到α_淀粉酶的基因 (amy) ,该基因全长 390 3bp ,编码130 1个氨基酸 ,理论分子量约 140kD。将基因amy分别克隆到大肠杆菌E .coli表达载体pET-2.2b(+)和毕赤酵母P .pastoris表达载体pPIC9α ,并在大肠杆菌和毕赤酵母中得到了表达 ,表达产物具有淀粉酶的活性。对酵母中表达的酶蛋白AMY进行了纯化 ,并初步研究了它的酶学性质 ,它的作用最适pH3.2 ,在pH 2.5～4.6范围内 ,酶活性保留 50%以上 ,它的最适温度65℃ ,在 70℃下处理 30min ,酶活性维持50%以上 ,基本保留了天然酶蛋白的耐热性和嗜酸性。位于基因amy内部 +1174～+3288bp的基因片段amy′全长 2115bp ,编码705个氨基酸 ,在E .coli表达后依然具有淀粉酶的活性。     

嗜盐碱性淀粉酶产生条件和性质的初步研究

从我国内蒙古自治区察汗淖碱湖分离到一株能产胞外嗜盐碱性淀粉酶的极端嗜盐嗜碱杆菌(Natronobacterium sp.)C-212,该菌产酶的最适pH和NaCl浓度分别为9.5和20%,最适碳源为可溶性淀粉,氮源为复合蛋白胨.酶反应最适温度为50℃,pH为8.5,NaCl浓度为2.6mol/L,该酶在pH9.5最稳定,NaCl可增加酶的热稳定性,酶降解可溶性淀粉的主要产物为葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖及其他寡糖.     

嗜热木糖异构酶在大肠杆菌中的表达、纯化及性质研究

为获得具有高热稳定性的木糖异构酶,运用基因工程技术,从嗜热栖热菌Thermus thermophilus HB8中克隆到嗜热木糖异构酶基因xylA。测序结果表明,该基因与GenBank数据库中相比271位的碱基A突变为G,导致氨基酸序列中N91D突变。将该基因克隆到载体pET22b(+),并在E. coli BL21(DE3)中进行高效表达。通过热变性和强阴离子交换两步对该酶进行纯化,并对酶学性质进行了研究。结果表明,该酶最适温度为80 °C,最适pH为8.0,80 °C下半衰期为225 min。在60 °C,pH 7.5该酶的Km为15.20 mmol·L-1,Vmax为69.54 μmol·min-1,kcat为50.62 s-1,kcat/Km为3.33 L·s-1·mmol -1。研究结果为嗜热木糖异构酶的进一步工业应用奠定了基础。     

嗜热栖热菌α-葡萄糖苷酶基因的表达及酶学性质研究

用PCR方法从嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)HB27中扩增出编码α-葡萄糖苷酶基因hbg,将其克隆到大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pET28a( )上,电击转化E.coliBL21(DE3),获得高效表达hbg基因的大肠杆菌重组菌。重组菌经IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测表达蛋白相对分子质量约为59kD,与预期分子量相符。经镍柱和阴离子交换柱纯化的重组表达的α-葡萄糖苷酶HBG最适温度为95℃,最适pH值为5.0。     

粉红黏帚霉糖化酶基因的克隆、表达及酶学性质分析

用黑曲霉(Aspergillusniger)G1为宿主菌表达粉红黏帚霉(Gliocladiumroseum)糖化酶。运用PCR技术从粉红粘帚霉中扩增得到一个疑似糖化酶基因序列(约1.8 kb),并将其连接到载体p Gm上组建成重组质粒p Gm-3440。将重组质粒转化到黑曲霉G1菌株中,经amd S筛选及PCR验证获得表达糖化酶的黑曲霉重组工程菌。重组菌的发酵结果显示,糖化酶基因在黑曲霉中得到了分泌表达,用国标法(QB/T 1803-1993)测得重组糖化酶活性达292 U/m L。进一步对其酶学性质进行分析发现,该重组酶最适温度和p H分别为50℃和5.0,该酶的耐热性较差,p H稳定性较好。     

嗜热放线菌类群分类的研究III．小多孢菌属的分类鉴定

从我国西藏昌都县的羊粪及鸟粪中分别分离出两株嗜热小多孢菌,经52℃培养,通过分类研究,证明有别于嗜热小多孢菌的所有已知种,分别命名为粉白小多孢菌 Micropolyspora ro- seoalba n. sp．及烬灰黄小多孢菌 Micropolyspora cincreoflava n. sp.。     

影响枯草杆菌原生质体转化的因素

原生质体转化是将外源基因导入细菌的主要方法之一,其转化频率受制于多种因素。本研究以激BacillussubtilisDB104为宿主菌,以枯草杆菌的高表达型质粒pNQ122为外源DNA,研究了原生质体再生率、原生质体浓度和用于制备原生质体的细胞生长期对转化频率的影响,获得了在该系统中实现高频率转化的条件。该转化条件使外源基因在多个B.subtilis菌株中的转化成为可能,并使从B.subtilis中筛选中性蛋白酶基因获得成功。     

嗜碱性芽孢杆菌启动子的克隆及某些因子对表达的影响

从土壤中分离到一株嗜碱性芽孢杆菌(Bacillus sp. No．2),并初步分析了该菌的基本特性。以抗性基因启动子缺失质粒pG^_6为载体,从该菌的染色体DNA中,克隆了带有启动子的一些片段,并引入大肠杆菌得到表达。其中某些启动子的表达受到某些环境因子(如pH Nacl)的调控。