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.coliBL21_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(BglAPh)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,Dacph可能在嗜热球古菌独特的几丁质降解途径中起重要作用。     

固定化纤维二糖酶的研究

黑曲霉（Aspergillus niger LORRE 012）的孢子中富含纤维二糖酶,将这些孢子用海藻酸钙凝胶包埋后,可以方便有效地固定纤维二糖酶。固定化后的纤维二糖酶性能稳定,半衰期为38 d,耐热性和适宜的pH范围均比固定化前有所增加,其K_m和V_max值分别为6.01 mmol/L和7.06 mmol/(min·L)。利用固定化纤维二糖酶重复分批酶解10 g/L的纤维二糖,连续10批的酶解得率均可保持在97%以上;采用连续酶解工艺,当稀释率为0.4 h^-1,酶解得率可达98.5%。玉米芯经稀酸预处理后,其纤维残渣用里氏木霉（Trichoderma reesei）纤维素酶降解,酶解得率为69.5%;通过固定化纤维二糖酶的进一步作用,上述水解液中因纤维二糖积累所造成的反馈抑制作用得以消除,酶解得率提高到84.2%,还原糖中葡萄糖的比例由53.6%升至89.5%,该研究结果在纤维原料酶水解工艺中具有良好的应用前景。     

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。     

新疆青海中度嗜盐放线菌生物多样性初步研究

从我国新疆、青海等地采集数份盐碱土样或泥样,采用淀粉-酪素琼脂培养基、甘油天门冬酰胺琼脂培养基、土壤浸汁琼脂培养基分别从中分离到8株、32株中度嗜盐放线菌菌株。经形态、生理学特性与全细胞壁氨基酸组分分析结果比较,选取其中的14株进行16S rDNA序列分析。就物种多样性而言,新疆、青海分离到中度嗜盐放线菌分布至少有3个科,5个属。其中有拟诺卡氏菌科（Nocardiopsaceae）的拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)和链单孢菌属（Streptomonospora）;假诺卡氏菌科(Pseudonocardiaceae)的普氏菌属(Prauserella)和糖单孢菌属(Saccharomonospora);链霉菌科(Streptomycetaceae)的链霉菌属(Streptomyces)。就地区分布来讲,新疆分离到的中度嗜盐放线菌种类要远高于青海。     

嗜热毛壳菌内切β-葡聚糖酶的分离纯化及特性

探讨了液体发酵嗜热毛壳菌(Chaetomium thermophile)产生的内切β葡聚糖酶的分离纯化及特性。粗酶液经硫酸铵分级沉淀、DEAE\|Sepharose Fast Flow阴离子层析、Pheny1\|Sepharose疏水层析、Sephacry1 S\|100分子筛层析等步骤便可获得凝胶电泳均一的内切β\|葡聚糖酶。经125%SDS\|PAGE和凝胶过滤层析法分别测得所分离纯化酶蛋白的分子量约为67.8kD和69.8kD。该酶反应的最适温度和pH分别为60℃和40～45在pH50条件下,该酶在60℃下稳定;70℃保温1h后,仍保留30%的活性;在80℃的半衰期为25min。金属离子对内切β\|葡聚糖酶的活性影响较大,其中Na+对酶有激活作用;Fe2+、Ag+、Cu2+、Ba2+、Zn2+等对酶有抑制作用。该酶对结晶纤维素没有水解能力。     

贝壳状革耳菌和黄孢平革菌固体培养酶系比较

白腐菌黄孢平革菌(Phanerochaete chrysosporium) 与贝壳状革耳菌(Panus conchatus)在类似自然状态的固体培养条件下酶的分泌情况有 较大差异。P.conchatus和P.chrysosporium的主要木素降解酶分别是漆酶和锰过氧化物酶 ;两种菌均产生较高水平的木聚糖酶;P.conchatus在整个培养过程中所产生的内切葡 聚糖酶、微晶纤维素酶和纤维二糖酶活力均比P.chrysosporium相应酶的活力低得多, 尤其是内切葡聚糖酶。研究结果初步揭示了P.conchaus降解木素的主要酶系及选择性降 解木素的原因。     

西藏扎布耶茶卡盐碱湖古菌多样性的非培养技术分析

采用非培养技术,直接从西藏扎布耶茶卡盐碱湖样品中提取微生物总DNA。以样品总DNA为模板,PCR扩增湖中古菌的16S rDNA序列。扩增产物经过克隆并随机挑选60个克隆进行测序得到它们的16S rDNA部分序列,大部分序列与嗜盐碱古菌的16S rDNA相近。在系统发育树上,部分克隆与已知古菌属归于同一分支,主要分布在嗜盐菌科的Natronococcus、Natronorubrum、Natronobacterium、Natronomonas、Natrinema、Halorubrum、Haloterrigena和Halorhabdus等8个嗜盐古菌属中, 也有一些克隆形成了独立的分支。它们共同显示出扎布耶茶卡湖中的古菌具有丰富的多样性。     

嗜热菌Thermus sp. YBJ-1的分离和淀粉酶基因的克隆

从西藏热泉水样分离得到一株嗜热菌（YBJ-1）,其16S Rdna（1511bp）序列与栖热菌（Thermus scotoductus ITI252T）的同源性为98%。 通过PCR技术将Thermus sp. YBJ-1的淀粉酶基因(amyT)全长开放阅读框克隆到T载体。分析表明, amyT的ORF全长为1767bp,编码588个氨基酸。推导的氨基酸序列与嗜热脂肪芽孢杆菌的阿尔法环糊精酶（Bacillus stearothermophilus alpha cyclodextrinase） 和栖热菌Thermus sp.IM6501的麦芽糖淀粉酶（Thermus sp.IM6501 maltogenic amylase）分别有99%和96%的同源性,与嗜热脂肪芽孢杆菌的新普鲁兰酶（neopullulanas）的同源性为81%。     

抗反馈抑制的天冬氨酸激酶基因在钝齿棒杆菌中的表达

将来自钝齿棒杆菌（Corynebacterium crenatum）CD945具有AEC抗性的天冬氨酸激酶(AKfbr)基因克隆到穿梭载体pJC1上,构建重组质粒pLY153。用电击法将质粒pLY153转化到野生型菌株C. crenatum AS1.542及其突变株C. crenatum CD945中。携带AKfbr基因的C. crenatum AS1.542菌株能抗浓度皆为12mg/mL的AEC和苏氨酸。AKfbr基因在C. crenatum CD945中得到表达,天冬氨酸激酶活性提高4倍。摇瓶发酵实验结果表明,重组菌在对数前期和中期生长正常,不受抑制;与对照菌相比,赖氨酸终产量提高22％,赖氨酸生产率提高23％。     

海枣曲霉产生的糖苷酶类

以木聚糖酶、β-D-岩藻糖苷酶活力较高的海枣曲霉作为试验菌株。该菌株的粗酶液含有多种糖苷酶,活力较高的有木聚糖酶、地衣多糖酶、β-木糖苷酶、α-半乳糖苷酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、β-D-岩藻糖苷酶及β-半乳糖苷酶等。其β-D-岩藻糖苷酶活力还高于β-半乳糖苷酶。将海枣曲霉培养不同时间后测活力,表明木聚糖酶在培养的第2天即大量产生,第3天达到高峰。Β-D-岩藻糖苷酶在第4天开     

一种短杆状耐辐射菌的分离与鉴定

从北京地区公园湖岸土壤中分离到一株橙红色杆状耐辐射菌,细胞壁革兰氏染色为阴性,电镜显示菌体大小为06μm～16μm,略大于日本学者报道的Deinobacter grandis菌,过氧化氢酶的含量和分子量不同于D.radiodurans R1菌,分离菌的(G+C)mol%含量为707%, 16S rDNA序列分析表明,分离到的杆状耐辐射菌(RR5332)16S rRNA基因序列与Deinobacter grandis菌高度同源,提示RR5332归于Deinobacter菌属,并可能是该菌属中的一个新种。     

一株高毒力致病杆菌CB6的鉴定

从北京郊区果园采集的小卷蛾斯氏线虫（Steinernema carpocapsae）肠道内分离到一株具有较强杀虫和抑菌活性的致病杆菌菌株CB6。形态特征及生理生化特征测定结果表明,CB6菌株与致病杆菌属（Xenorhabdus）中的嗜线虫致病杆菌（X. nematophila）种的特征基本一致。测定了该菌株的16S rRNA序列并根据16S rRNA序列构建了系统发育树;在系统发育树中,CB6菌株与嗜线虫致病杆菌其他4个菌株形成一个类群,序列同源性大于99%。但CB6菌株的酪氨酸酶、脂酶（蛋黄）的产生、核糖产酸等生化特征与嗜线虫致病杆菌种内的其他菌株存在一定的差异,且具有更强的杀虫和抑菌活性。因此认为CB6菌株是嗜线虫致病杆菌的一个变种,命名为嗜线虫致病杆菌北京变种（X. nematophila var. pekingensis）。     

嗜热细菌木糖异构酶基因xylA在酿酒酵母中的高效表达

采用PCR技术克隆得到嗜热细菌Clostridium thermohydrosulfuricum木糖异构酶(xylose isomerase XI)基因xylA,将该基因连接于酵母表达载体pMA91的磷酸甘油激酶(PGK)启动子下,得到重组质粒pBX1。通过LiAc完整细胞转化法将重组质粒转移至酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)H158受体菌中,得到重组酵母转化子H612,酶活测定结果表明,成功地在酿酒酵母中得到木糖异构酶的活性表达。SDSPAGE电泳结果显示出明显的特异性表达产物带,单体分子量为43kD。由酿酒酵母重组子H612产生的木糖异构酶最高酶活条件与其在自然状态下的一致,均为85℃,pH70,在这一条件下酶的比活力为10U/mg蛋白,而在接近酵母最适生长温度的30℃和40℃时,其相对酶活分别下降37%和11%。研究结果显示在酿酒酵母中得到木糖异构酶的活性表达,为进一步在酿酒酵母菌中建立新的木糖代谢途径打下了基础。     

Sinorhizobium morelensS-5中N_氨甲酰基水解酶基因的克隆、表达和纯化

N_氨甲酰基水解酶是一种非常具有工业应用价值的水解酶,可用于制备光学纯氨基酸。通过LA PCR 从 Sinorhizobium morelens S_5 菌中克隆到13kb的DNA片段,测序表明该片段上含有一个完整的N_氨甲酰基水解酶的基因（hyuC）序列。将hyuC基因克隆到表达载体pET30a上,重组质粒pET30a_HyuC在大肠杆菌中获得了高水平表达。重组的N_氨甲酰基水解酶经过热处理和三步柱色谱分离而纯化。纯化倍数为16.1倍,收率21.2%。该酶为同源四聚体,亚基分子量是38kDa。最适温度是60℃,最适pH为7.0。该酶有较高的热稳定性和氧化稳定性。Fe²⁺和Ca²⁺对酶的活性有一定的促进作用,而金属螯合剂和巯基试剂对酶活无明显影响。     

极耐热性阿拉伯糖苷酶基因的表达、纯化及酶学性质研究

采用PCR从海栖热袍菌(Thermotoga maritima)克隆出编码极耐热稳定性阿拉伯糖苷酶基因,以pET20b为表达质粒,与其C末端6个组氨酸标签序列融合,在大肠杆菌中得到高效表达。基因表达产物通过热处理和亲和层析柱纯化后,酶纯度达电泳均一。纯化重组酶稳定性检测表明,阿拉伯糖苷酶活性最适作用温度和最适作用pH分别为90～95℃和pH 5.0～5.5,在pH 4.2～8.2之间酶活力稳定,95℃的半衰期为4h;SDSPAGE测得酶的分子量为56.57 kD,与理论推算值相吻合。在所测定的底物中,阿拉伯糖苷酶仅对对硝基苯阿拉伯呋喃糖苷（pNPAF）有专一性水解作用,其动力学参数Km值为018mmol/L, Vmax为139μmol/min·mg。     

适冷海洋细菌交替假单胞菌（Pseudoalteromonas sp.）MB-1内切葡聚糖酶基因的克隆和表达

从黄海深海海底淤泥中筛选出一株产纤维素酶的适冷革兰氏阴性杆菌MB1,克隆和分析了MB1的16S rDNA序列（GenBank接受号：AY551321）,经鉴定为交替假单胞菌（Pseudoalt eromonas）,命名为Pseudoalteromonas sp.MB1。克隆了该菌适冷内切葡聚糖酶基因celA（GenBank接受号：AY551322）,并在大肠杆菌（Escherichia coli）BL21中进行了表达。重组E.coli菌体破碎后,获取上清液,其中融合蛋白GSTCelA浓度约为78.5mg/L。分析了融合酶GSTCelA的性质,其最适反应温度为35℃,最适反应pH值为72,为中性适冷酶。实验结果为交替假单胞菌低温纤维素酶的基础理论和应用研究奠定了基础。     

瑞氏木霉内切葡聚糖酶基因在工业啤酒酵母中的整合和表达

用PCR合成的瑞氏木霉（T.reesei）β-内切葡聚糖酶Ⅰ（EGⅠ）的cDNA, 构建了由酵母醇脱氢酶 （ADH1）启动子和终止子引导表达、β-内切葡聚糖酶自身信号肽序列引导分泌、由酵母rDNA序列引导同源整合的酵母YIP型β-内切葡聚糖酶表达分泌质粒pA15PET。采用pA15PET与酵母YEP型G418抗性表达质粒的共转化,将EGⅠ表达单元整合到已整合有α-乙酰乳酸脱羧酶（α-ALDC）表达单元的啤酒酵母工程菌BE9711的染色体rDNA序列中,获得同时表达胞内α-ALDC和胞外β-内切葡聚糖酶的啤酒酵母工程菌。     

极端嗜盐硫解酶基因的克隆和氨基酸组成分析

根据嗜盐菌(Halobacterium salinarum)NRC\|34001中硫解酶的基因序列信息,采用PCR技术从菌株Halobacterium sp.ZP\|6中克隆了极端嗜盐硫解酶的基因,并对此酶的氨基组成进行了分析。同非嗜盐硫解酶相比,极端嗜盐硫解酶不但含有较多的负电荷氨基酸,较少的正电荷氨基酸和强疏水氨基酸,而且同类氨基酸中的小氨基酸含量明显增高。这表明极端嗜盐硫解酶的嗜盐特性不单来自形成的分子静电屏蔽网和疏水作用的调节,且与分子表面张力减小密切相关。     

一株硅酸盐细菌的鉴定及其系统发育学分析

从南京地区黄棕壤中分离的一株好氧、革兰氏阴性、产芽孢的硅酸盐细菌NBT菌株,能产生丰厚的荚膜,具有鞭毛,能水解淀粉、产生吲哚、液化明胶,全细胞脂肪酸为硬脂酸C16∶0、软脂酸C18∶1(Δ9)和anteisoC15,DNA的G+C mol%为537%。16S rRNA基因测序和系统发育学分析的结果表明,该菌株与胶质芽孢杆菌B7519（Bacillus mucilaginosus）、土壤芽孢杆菌B7517（B. edaphicus）亲缘关系最近。该菌株与B. edaphicus B7517的总DNA杂交率为69%,在形态、生理生化特征上有差异,故可把NBT菌株定为Bacillus edaphicus的一个亚种。     

海绵Pachychalina sp.体内古菌多样性非培养技术分析

采用非分离培养分析方法,即16S rDNA限制性酶切片段长度多态性（ARDRA）和测序方法对南海湛江海域海绵Pachychalina sp.体内的古菌多样性进行了研究。从海绵体内直接提取古菌总DNA。以样品总DNA为模板,用古菌16S rDNA通用引物进行PCR扩增获得16S rDNA,回收、纯化16S rDNA产物并克隆到TVector。进行第二次PCR扩增反应,且对扩增产物进行ARDRA。在古菌16S rDNA的ARDRA图谱中,大多数克隆的酶切带谱上存在差异;随机挑选8个克隆子进行测序,获得古菌16S rDNA的部分序列,并对16S rDNA序列进行聚类分析构建了系统进化树,结果发现海绵体内的古菌主要属于Methanogenium organophilum、Methanoplanus petrolearius等古菌类。但它们与目前数据库中收录的古细菌间的相似性均不超过90%,它们极有可能是一些新的古菌。