Trametessp.AH28-2漆酶A的诱导合成及其基因5′-端调控区的克隆与分析

Trametessp.AH28_2漆酶同工酶的合成需要铜离子的存在,较高浓度的Cu2+有利于漆酶合成。在以葡萄糖为碳源补加0·5mmol/LCu2+的培养基中生长时,发酵液漆酶活性为44·3u/L,同时补加4·0mmol/L邻甲苯胺时,漆酶酶活提高到71·0u/L;而在补加Cu2+和邻甲苯胺的纤维二糖培养基中,酶活上升至2584u/L,为葡萄糖培养基的36·4倍。邻甲苯胺和铜离子诱导产生的漆酶同工酶组分,均为漆酶A(LacA)。竞争性RT_PCR分析表明,漆酶A基因(lacA)转录本的累积伴随有发酵液漆酶活性的增加,邻甲苯胺对lacA的调控发生在转录水平。lacA结构基因长2110bp,含有10个内含子;lacA的cDNA序列为1560bp,编码520aa的漆酶蛋白,其氨基酸序列与其它真菌漆酶具有较高的相似性。采用改进的反向PCR技术,扩增得到的lacA5′_端调控区长1881bp,分析表明,该区域上分布有1个TATA框、7个CAAT框和多个潜在的顺式作用元件序列位点,包括5个MRE元件、9个CreA结合位点、4个XRE元件、2个STRE元件和7个氮因子调控位点等。这些序列位点的存在部分地对应了菌株摇瓶发酵条件下lacA的表达规律。     

Trametes sp. AH28-2漆酶A的诱导合成及其基因5′-端调控区的克隆与分析

Trametes sp. AH28-2漆酶同工酶的合成需要铜离子的存在,较高浓度的Cu²⁺有利于漆酶合成。在以葡萄糖为碳源补加0.5mmol/L Cu²⁺的培养基中生长时,发酵液漆酶活性为44.3u/L,同时补加4.0mmol/L邻甲苯胺时,漆酶酶活提高到71.0u/L;而在补加Cu²⁺和邻甲苯胺的纤维二糖培养基中,酶活上升至2584u/L,为葡萄糖培养基的36.4倍。邻甲苯胺和铜离子诱导产生的漆酶同工酶组分,均为漆酶A（LacA）。竞争性RT-PCR分析表明,漆酶A基因（lacA） 转录本的累积伴随有发酵液漆酶活性的增加,邻甲苯胺对lacA的调控发生在转录水平。lacA 结构基因长2110bp,含有10个内含子;lacA的Cdna序列为1560bp,编码520aa的漆酶蛋白,其氨基酸序列与其它真菌漆酶具有较高的相似性。采用改进的反向PCR技术,扩增得到的lacA5′-端调控区长1881bp,分析表明,该区域上分布有1个TATA框、7个CAAT框和多个潜在的顺式作用元件序列位点,包括5个MRE元件、9个CreA结合位点、4个XRE元件、2个STRE元件和7个氮因子调控位点等。这些序列位点的存在部分地对应了菌株摇瓶发酵条件下lacA的表达规律。     

草菇基因组中11个漆酶同源基因的生物信息学分析及铜离子对其表达的影响

通过分析草菇基因组中11个漆酶同源基因所编码的蛋白的性质、转录调控元件和测定铜离子存在条件下的草菇漆酶活性及11个漆酶基因的转录水平,揭示了草菇漆酶基因的各自特性、差异以及基因功能与进化机制。分析表明,这11个漆酶同源基因编码的蛋白具有508–562aa个氨基酸,分子量和理论等电点分别为56.25–60.75kDa和4.51–6.18（未经翻译后修饰）,且都具有真菌漆酶铜离子结合区域的特征序列、4个能够结合催化底物的环形结构以及信号肽序列,都属于分泌性的胞外蛋白,但其底物结合位点数目、loop序列的一致性、跨膜区域数目和位置以及信号肽位置等存在较大差异。草菇11个漆酶起始密码子上游2 000bp的序列中含有真核生物的基本转录调控元件（TATA-box,CAAT-box及GC-box）和多个潜在的调控元件（MRE、XRE、STRE、HSE、ARE、TRE、NIT元件等）,但每个基因所含调控元件数目及种类各有不同。在液体培养条件下,铜离子能够诱导除vv-lac2、vv-lac3和vv-lac7之外的其余8个草菇漆酶基因的表达,且适宜浓度的铜离子有助于草菇漆酶活性的增加。     

栓菌420漆酶C基因的克隆、高效表达及重组酶的染料脱色潜能

根据漆酶铜结合保守区氨基酸序列设计简并引物,从新型漆酶合成菌株栓菌420(Trametes sp.420)基因组DNA扩增得到一新的漆酶同工酶基因(lacC)片段,应用长距离反向PCR技术获得其两端侧翼序列。克隆得到的lacC序列长3640bp,包括长2263bp的开放读码框及5′和3′-非编码区。lacC cDNA序列长1560bp,编码一519aa的多肽。推导的LacC蛋白序列内部存在有10个潜在的N-糖基化位点和4个铜原子结合区。将不含自身信号序列的lacC cDNA以pPIC9载体为媒介克隆到表达载体pPIC9K上,转化毕赤酵母(Pichiapastoris)GS115细胞。重组菌在含有0.3mmol/LCuSO4和0.8%丙氨酸的BMM培养基中20℃培养9d,重组漆酶(rLacC)产量达到1.62×104U/L。用发酵粗酶液对终浓度50mg/L的染料进行脱色实验,结果表明,6U/L的rLacC对测试的三甲基类和偶氮类染料具有良好的脱色作用,小分子介体ABTS和HBT能够提高rLacC对染料的脱色效率和脱色速度。     

β-胡萝卜素对阿魏蘑漆酶基因表达及其相关蛋白的影响

前期研究发现β-胡萝卜素为阿魏蘑和胶红酵母共培养过程中提高漆酶活性的关键因子。为了探究共培养过程中β-胡萝卜素的作用机制,本论文扩增并分析了漆酶编码序列及其上游调控序列,通过qRT-PCR、双向电泳等技术对加入β-胡萝卜素条件下漆酶基因表达及相关蛋白的变化进行了研究。扩增得了到阿魏蘑漆酶基因LAC-CDS,该基因长1 566 bp,含有最为保守的漆酶特征氨基酸序列-L3;漆酶上游序列中存在若干个潜在的XRE、STRE等与胁迫响应相关的元件,它们可能对漆酶的转录进行了调控;β-胡萝卜素加入后,漆酶基因转录表达量在发酵第5 d达到最高,为对照的6倍;双向电泳得到阿魏蘑胞内9个差异蛋白点,它们大多与蛋白质合成以及生物体能量代谢有关。实验结果表明β-胡萝卜素诱导了漆酶基因的高水平转录,并影响胞内多种蛋白的合成,这为进一步提高漆酶的发酵水平提供了理论依据。     

端粒、端粒酶结合因子hPinx1基因启动子的克隆及活性分析

目的：克隆端粒、端粒酶结合因子hPinx1基因的启动子,分析并鉴定其活性调控元件。方法：采用PCR技术从人肝癌细胞系HepG2基因组中扩增出hPinx1启动子,构建到萤光素酶报告基因载体pGL3-basic中,确定所扩增的DNA序列,在HepG2细胞中检测其活性。结果：克隆了hPinx1基因转录起始位点上游4661bp且序列正确;活性分析表明hPinx1启动子含有多个调控元件,其中核心序列位于530bp内,在1329-2174bp间存在正调控序列,在2174-4661 bp间存在负调控序列。结论：构建的hPinx1启动子具有活性,为hPinx1的功能研究提供了重要基础。     

端粒、端粒酶结合因子hPinxl基因启动子的克隆及活性分析

目的：克隆端粒、端粒酶结合因子hPinx1基因的启动子,分析并鉴定其活性调控元件。方法：采用PCR技术从人肝癌细胞系HepG2基因组中扩增出hPinx1启动子,构建到萤光素酶报告基因载体pGL3-basic中,确定所扩增的DNA序列,在HepG2细胞中检测其活性。结果：克隆了hPinx1基因转录起始位点上游4661bp且序列正确;活性分析表明hPinx1启动子含有多个调控元件,其中核心序列位于530bp内,在1329-2174bp间存在正调控序列,在2174-4661 bp间存在负调控序列。结论：构建的hPinx1启动子具有活性,为hPinx1的功能研究提供了重要基础。     

木霉LaTr 01菌株产漆酶发酵的条件

从华南地区采集土样,采用愈创木酚平板筛选产漆酶菌株,获得了一株短周期产漆酶的小型丝状真菌。通过观察菌落特征、生长情况以及显微镜下菌丝和孢子的形态,初步鉴定该菌株为木霉属的一个种（Trichodermaspp、）,命名为木霉LaTr01菌株。通过单因素方法研究该菌产漆酶的发酵条件,结果表明：LaTr01的产酶培养基以麦芽糖为最佳碳源;以酵母提取物为最适氮源;培养24h后加入Cu“比培养开始加入Cu ^2＋LaTr01产酶活高出约1倍。采用麦芽糖、酵母提取物、Cu^2＋浓度L9（3^3）的正交试验优化漆酶发酵条件,结果表明,氮源是影响该菌产漆酶的最重要因素,碳源次之,Cu^＋浓度影响较小;LaTr01菌株产生漆酶的最佳条件为：5g／L酵母提取物、20g/L麦芽糖、1．5mmol／LCu^2＋,Cu^2＋加入时间为培养24h后。在优化的培养条件下,该菌酶活可达480．556U／L。     

球孢白僵菌热休克蛋白基因Bbhsp70的cDNA及上游序列克隆与分析

运用SMART RACE RT-PCR技术与DNA步移技术,首次从球孢白僵菌中克隆出完整的热休克蛋白基因Bbhsp70编码区序列及上游序列。该基因cDNA全长2405bp,5′端非翻译区171bp,3′端非翻译区263bp,开放阅读框(ORF)1971bp,编码656个氨基酸。成熟蛋白理论分子量为71.3kDa,理论等电点为4.92。上游序列长度3559bp,其中有305bp序列与cDNA序列重叠。分析表明,上游序列中没有明显的TATA-盒和CAAT-盒,但含有CCAAT-bindingfactor、GC-box等重要的转录因子结合位点,以及热激应答元件(HSE)和GATA元件等启动子顺式调控元件。     

血红密孔菌(Pycnoporussanguineus)漆酶基因的克隆与序列分析

为克隆血红密孔菌 (Pycnoporussanguineus)漆酶基因 ,根据真菌漆酶氨基酸序列保守区设计了 1对简并引物 .以血红密孔菌基因组DNA为模板 ,PCR扩增出长 12 2 7bp的漆酶基因片段 .以此序列为基础 ,通过 5′及 3′RACE技术克隆出漆酶全长cDNA序列 ,序列长为 190 2bp ,其 5′端和 3′端非编码区长分别为 5 1bp和 2 97bp ,开放阅读框长 15 5 4bp ,编码 5 18个氨基酸的蛋白 .该蛋白具有 4个铜离子结合区域 ,预测其相对分子量为 5 6 313 2 ,等电点为 5 5 9,其氨基酸序列与Pycnoporuscinnabarinus漆酶 (lcc3 2 )的同源性最高 ,为 96 % .以该cDNA编码区的两端序列为引物 ,PCR扩增得到漆酶的长度为 2 15 4bp的全长DNA序列 ,序列中包括 10个内含子序列 ,长为 5 2～ 70bp     

固定化真菌漆酶降解氯苯嘧啶醇农药

在葡萄糖培养基中,栓菌420(Trametes sp.420)经6mmol/L邻甲苯胺诱导,漆酶活力达到4535U/L(愈创木酚法)。用弱阴离子交换层析可分离得到纯化漆酶。以壳聚糖为载体,戊二醛为交联剂对漆酶进行固定化,30g壳聚糖与30U漆酶混合,酶活回收率高达69%。在酸性条件下,固定化漆酶对农药氯苯嘧啶醇具有良好的降解作用。     

影响白腐真菌AH28-2菌株漆酶合成的因子和发酵条件

White-rot fungus AH28-2, a newly isolated strain, produced effectively laccase by induction when grown on a synthetic medium. Aromatic compounds of low molecular weight had an inducing influence on laccase production and its isoenzyme compositions. The using of o-toluidine or syringic acid had the best inducing effect. Cu2+ concentration in medium had distinguished effect on laccase production. Enzyme activity was notably increased by Cu2+ and reached the maximum when Cu2+ final concentration was 5 mumol/L. Mn2+ inhibited the synthesis of laccase. Carbon and nitrogen limitation were not beneficial to laccase synthesis, while high nutrient organic medium was beneficial to the growth of cell and the synthesis of laccase. Using cellobiose as the sole carbon source, the highest level enzyme activity reached 82,923. 7 u/L under the condition of optimum fermentation with ABTS as substrate. This enzyme activity was 2.9-fold higher compared to the reported data on international references in recent years.     

Selective induction, purification and characterization of a laccase isozyme from the basidiomycete Trametes sp. AH28-2

The white-rot fungus Trametes sp. AH28-2 can synthesize extracellular laccase by induction in cellobiose-based liquid culture medium. Both yields and composition of laccase isozymes, produced by Trametes sp. AH28-2, would be quite different with induction by different small-molecule aromatic compounds, o-toluidine, guaiacol and 3,5-dihydroxytoluene, which affected microbial growth and the synthesis of laccase isozymes differentially. Higher concentrations of the three inducers could considerably increase laccase isozymes yields but not change the laccase composition. Coculturing of Trametes sp. AH28-2 with either Aspergillus oryzae or Gloeophyllum trabeum showed a few effects on laccase production. Laccase isozyme, laccase B, was selectively induced by 3,5-dihydroxytoluene and purified to homogeneity by two-step chromatography. Purified laccase B appeared as blue, with a broad peak at about 600 nm and a shoulder peak at about 330 nm. The ratio of absorbance at 280 nm to that at 600 nm was 21. Every molecule of laccase B had approximately four copper atoms. Molecular mass of laccase B was estimated to be 74 kDa on SDS-PAGE, 72 kDa by FPLC and was determined to be 71?454 Da by mass spectrum. After being treated with N-glycosidase F, laccase B lost 25% of its molecular mass. The isoelectric point of laccase B was 4.0. Its optimal pH and temperature for oxidizing guaiacol were respectively 4.7 and 45 C. The half-life of the enzyme at 60 C was 14.0 min. The enzyme showed a good stability in a range of pH value of 3.5-7.5. The K(m) values of the enzyme toward substrates syringaldazine, guaiacol, ABTS, and DMOP were respectively 28.0, 1249.0, 177.0 and 109.8 μM. The corresponding V(max) are 504.0, 1910.0, 117.4 and 159.0 μM min(-1) mg(-1). In addition, activity of laccase B was inhibited strongly by sodium azide and cyanide, mildly by SDS and trifluoroacetic acid, but only weakly by dimethyl sulfoxide.     

1株甲苯降解真菌的筛选鉴定及其降解甲苯的特性

从实验室保存的7株真菌筛选到1株能高效降解甲苯的菌株H1,基于形态特征、ITS序列系统学分析,将H1菌株鉴定为毛栓菌（Trametes hirsuta）。利用正交设计实验方法研究了温度、pH值、甲苯浓度和吐温80浓度对H1菌株降解甲苯的影响,研究得出该菌株降解甲苯的最适条件为30℃、pH 5.0、甲苯浓度300mg/L、吐温80浓度0.05%,在该条件下H1对甲苯的最大降解率为85.3%,降解率比未优化之前有了显著提高。比较了H1菌株在3种培养基产生漆酶的能力,H1在土豆葡萄糖培养基产酶能力最强,在第7天达到酶活高峰16 500 U/L。H1在甲苯为唯一碳源的培养基中,漆酶酶活最低,培养7 d时漆酶酶活为589 U/L。     

栓孔菌属漆酶高产菌株的初步筛选及其产酶条件的优化

利用显色反应对栓孔菌属(Trametes)进行了漆酶高产菌株的筛选,并对目标菌株的产酶条件进行了优化,在添加愈创木酚的固体培养基中,通过显色反应初步筛选出漆酶高产菌株东方栓孔菌Trametes orientalis Cui 6300;进一步通过单因子分析、正交试验和ABTS法确定了菌株Cui 6300的最适产酶条件:麦芽糖15 g/L,蛋白胨3 g/L,pH 4.8,Cu2+2.0 mmol/L,培养温度28°C,接种饼直径1.5 cm,此时酶活最高可达19.923 U/mL;同时探索了Cu2+浓度及添加时间对其菌丝生物量和漆酶活力的影响。研究表明,Cu2+最适添加浓度为2.0 mmol/L,添加时间为接种后第3天。     

黄孢原毛平革菌产漆酶优化培养及其对刚果红的脱色降解

以白腐真菌模式菌株黄孢原毛平革菌Phanerochaete chrysosporium为研究对象,探讨培养条件、重金属和芳香族化合物对产漆酶的影响,并进一步研究漆酶对刚果红的降解效果。结果表明,P. chrysosporium产漆酶最适培养条件：葡萄糖为碳源,蛋白胨为氮源,碳氮比为90。培养8d后,漆酶酶活为911.1U/L;Mn²⁺严格地控制着P.chrysosporium产漆酶,而Cu²⁺对其影响不大,在添加4.0mmol/L Mn²⁺时,漆酶酶活为2 001.7U/L;芳香族化合物中藜芦醇（veratryl alcohol,VA）、4-香豆酸、香草醛和香草酸对菌体产漆酶能力均有促进作用,最高可提升至1 459.1U/L,而咖啡酸对菌体产漆酶稍有抑制。100U/L漆酶粗酶液可降解40mg/L刚果红,降解率为24.0%;而当介体物质VA存在时,该降解效率可提升至87.7%。     

蜜环菌胞外漆酶的合成、纯化及性质研究

研究了蜜环菌胞外漆酶合成条件和酶学性质。实验表明,培养基初始pH5.5、培养温度25℃有利于菌株产酶;与麦芽糖、山梨糖和半乳糖相比,纤维二糖和棉子糖作为碳源时漆酶产量更高;有机氮源比无机氮源有利于漆酶合成。泥炭提取液可显著诱导漆酶生成,当其含量为50%时,菌株漆酶最高产量是对照组的7倍。在蜜环菌发酵上清液中检测到3个漆酶同功酶组分,其主要活性（约占75%）组份漆酶A经 (NH₄)₂SO₄沉淀、制备级PAGE电泳和阴离子交换柱层析被分离纯化至电泳均一,SDSPAGE法测得酶亚基分子量59kD,凝胶过滤色谱法测定活性酶分子量58kD。纯化的漆酶A等电点pI为4.0,氧化愈创木酚的最适反应pH为5.6,最适温度为60℃,在60℃和65℃时半衰期分别为45min和36.8min,在pH5.2～7.2范围内稳定性较好。100mmol/L Cl^-对该酶有显著抑制作用,1mmol/L SO^2-₄ 对漆酶有激活作用,1mmol/L NaN₃可完全抑制酶活性,10 mmol/L EDTA对漆酶活没有明显影响,1mmol/L Cu²⁺对漆酶有激活作用。以愈创木酚为底物时,测得酶的K_m=1.026mmol/L,V_max=5μmol/(min·mg);以ABTS为底物时,测得其K_m=0.22mmol/L,V_max=69μmol/(min·mg)。