产植酸酶菌株的筛选及其植酸酶基因的克隆

从土壤中筛选到产植酸酶活性较高的烟曲霉菌株WY-2,其植酸酶最适pH为5.5,最适温度为55℃。通过对烟曲霉WY-2植酸酶基因进行PCR扩增,获得了一个1.5kb大小的特异性产物,将其克隆到载体pMD18-T中。测序结果分析表明,该基因片段含有植酸酶基因完整的阅读框架(ORF),基因全长1459bp,其中包含一个61bp的内含子,编码465个氨基酸,有7个潜在的糖基化位点,5′端有一编码26个氨基酸的信号肽序列。该基因与已报道的烟曲霉ATCC34625植酸酶基因有91%同源性,编码的氨基酸序列同源性为91%。     

蜂房哈夫尼菌植酸酶基因appA的克隆、表达及酶学性质研究

从蜂房哈夫尼菌(Hafniaalvei)中克隆获得一个植酸酶编码基因appA,该基因全长1335bp,编码444个氨基酸,其中前33个氨基酸为信号肽,成熟蛋白的理论分子量为45.2kD。将基因appA克隆到大肠杆菌E.coli表达载体pET-22b( ),并在大肠杆菌中表达,表达产物具有植酸酶活性。对表达的酶蛋白进行纯化,并初步研究了该酶的酶学性质,结果表明:酶的作用最适pH值为4.5;在pH2.0~10.0范围内,酶活性保留80%以上;酶的作用最适温度为60℃;酶的比活性为356.7U/mg,酶动力学分析表明其Km为0.49mmol/L,Vmax为238U/mg;该酶对胰蛋白酶和胃蛋白酶有一定的抗性。该研究为哈夫尼菌属来源植酸酶的首次报道。     

植酸酶产生菌黑曲霉N14的诱变选育及其基因分析

以植酸酶产生菌黑曲霉03214为出发菌株,经紫外线和亚硝基胍诱变,获得了产酶活性较出发菌株提高了22．3％,达422IU／ml发酵液的突变菌株黑曲霉N14,其最适pH值为2．5,最适温度为50℃。通过对黑曲霉N14植酸酶phyA基因进行PCR扩增,获得了一条长约1．5kb的特异性产物。以pMD18-T为载体,构建了含有目的基因片段的重组质粒。DNA序列测定表明,目的基因片段含有植酸酶phyA基因的完整序列(GenBank Accession：AY426977),phyA基因全长1506bp,其中包含一段长102bp的内含子,编码467个氨基酸,有10个潜在的糖基化位点,5’端有一编码19个氨基酸的信号肽序列。实验结果为植酸酶基因工程菌的构建奠定了基础。     

海洋链霉菌Streptomyces olivaceus FXJ7.023来源多功能几丁质酶的克隆、表达及鉴定(英文)

碳水化合物水解酶家族在自然界碳素循环及农业废弃物中几丁质、纤维素等碳水化合物的生物质转化利用中发挥了重要作用。通过PCR技术从海洋链霉菌Streptomyces olivaceus strain FXJ 7.023的fosmid基因组文库中成功克隆得到1个全长885bp的编码295个氨基酸残基的包含1个19个氨基酸残基的N-末端信号肽的壳聚糖酶完全编码区。系统进化分析表明该基因编码蛋白与已报道的Streptomyces sp.SirexAA-E来源壳聚糖酶csnA同源性为71%,与Streptomyces coelicolor A3(2)来源的csn46A同源性为70%。将该编码区重组入原核表达质粒载体pET32a并转化大肠杆菌表达菌株BL21(DE3)plysS,添加IPTG在18℃条件下振荡诱导该蛋白表达,Ni2+-NTA亲和纯化获得分子量为50.3 kDa融合表达蛋白TrxA-SoCsn。该融合重组蛋白在最适反应条件下对底物胶体壳聚糖和羧甲基纤维素的最大酶活分别为3.673U/mg和1.302U/mg,最适反应温度分别为37℃和50℃,最适反应pH分别为pH5.0和pH6.0。TrxA-SoCsn相关的研究结果表明该酶在农业废弃物生物质转化等方面具有一定的应用潜力。     

来源于耐碱真菌Pseudallescheria sp. JSM-2的碱性木聚糖酶基因的克隆、表达及其性质研究

从造纸废水中分离得到的耐碱真菌Pseudallescheria sp. JSM-2的DNA为模板,利用同源克隆和TAIL-PCR的方法,获得了一个碱性木聚糖酶基因xyl11-1。该基因DNA和cDNA分别为797 bp和678 bp。该基因的推测蛋白N-端有一个18个氨基酸的信号肽序列和一个含207个氨基酸的成熟蛋白。编码成熟蛋白的cDNA序列在毕赤酵母GS115中重组表达后,进一步纯化并进行酶学性质测定。重组XYL11-1的最适pH为6.5,在pH 4.5~9.0范围有50%以上的酶活;在pH 4.5~12.0范围具有良好的pH稳定性;最适温度为50℃;以燕麦木聚糖为底物,比活为2 618 U/mg;且对中性和碱性蛋白酶具有极好的抗性。该酶作用底物范围广,包括各种木聚糖、纤维素和葡聚糖,易于工业化发酵生产,具有在纸浆脱墨、动物饲料、鱼类饵料中的应用潜力。     

腊样芽孢杆菌低温淀粉酶基因的克隆表达及酶学性质研究

从废弃的淀粉堆中筛选到一株产低温淀粉酶的蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)GXBC-1,通过同源保守序列比对,从中克隆到一个淀粉酶基因.该基因全长为1764bp,编码588个氨基酸,分子量约为64kD.将基因克隆到大肠杆菌进行表达及酶学性质研究,该重组酶最适温度为35℃,在20℃仍具有53%的活力;最适pH...     

嗜热子囊菌原变种Thermoascus aurantiacus var.aurantiacus热稳定几丁质酶的克隆表达及活性研究

研究通过RT-PCR和Tail-PCR技术从嗜热子囊菌原变种Thermoascus aurantiacus var.aurantiacus中克隆了一个几丁质酶同源基因。该基因全长1,253bp,包含一个由1,197个碱基构成的开放阅读框,编码398个氨基酸。序列比对分析表明,该基因编码蛋白属于糖苷水解酶18家族的几丁质酶。利用基因重组的方法构建酵母分泌型表达载体,并转化毕赤酵母。在甲醇的诱导下,重组蛋白得到了高效表达,第6天的表达量最高,达到0.433g/L,酶活力为28.96U/mg,同时对表达的几丁质酶进行了纯化,SDS-PAGE检测该蛋白的分子量为43.9kDa。该几丁质酶的最适反应温度为60℃,最适反应pH值为8.0,70℃处理30min仍有45%的相对酶活,具有较好的热稳定性及工业应用价值。     

蜂房哈夫尼菌植酸酶基因appA的克隆、表达及酶学性质研究

从蜂房哈夫尼菌（Hafnia alvei）中克隆获得一个植酸酶编码基因appA, 该基因全长1335bp,编码444个氨基酸,其中前33个氨基酸为信号肽,成熟蛋白的理论分子量为45.2kD。将基因appA 克隆到大肠杆菌E. coli表达载体pET-22b(+),并在大肠杆菌中表达, 表达产物具有植酸酶活性。对表达的酶蛋白进行纯化,并初步研究了该酶的酶学性质,结果表明：酶的作用最适pH值为4.5;在pH 2.0～10.0范围内, 酶活性保留80％以上;酶的作用最适温度为60℃;酶的比活性为356.7U/mg,酶动力学分析表明其K,/i>_m为0.49mmol/L,V_max为238U/mg;该酶对胰蛋白酶和胃蛋白酶有一定的抗性。该研究为哈夫尼菌属来源植酸酶的首次报道。     

青霉菌聚半乳糖醛酸酶基因在毕赤酵母中的表达及酶学性质研究

筛选得到一株能分解果胶的青霉菌(Penicillium sp.),使用简并引物PCR和TAIL-PCR方法从该菌中克隆了一个聚半乳糖醛酸酶基因pgp1.pgp1基因全长1 225 bp,包含2个内含子,其cDNA全长1 104 bp,编码367个氨基酸和一个终止密码子,前18个氨基酸为信号肽序列.将pgp1基因连接pPIC9载体,在巴斯德毕赤酵母表达系统中进行了异源表达.在3L发酵罐水平,培养基中聚半乳糖醛酸酶活力达到700 U/mL.酶学性质测定表明,重组酶蛋白PGP1的最适pH为5.0,在pH4.0 -6.0下处理1h后,剩余酶活力超过90％;最适温度为38℃,以聚半乳糖醛酸为底物,PGP1的Km=(1.172±0.169)mg/mL,Vmax=(0.061±0.002) mg/min/mL.     

桔青霉木聚糖酶基因克隆及其在毕赤酵母中的表达及活性分析

通过同源序列PCR克隆的方法,获得桔青霉(Penicillium citrinum)CR-2菌株的木聚糖酶编码基因xyl,该基因全长984 bp,编码327个氨基酸,无内含子序列,具有完整开放阅读框。其编码的氨基酸序列N端具有一段包含19个氨基酸的信号肽序列,并具有糖基水解酶第10家族(GH10)的保守催化域特征,推测该酶属于第10家族成员。将该基因与毕赤酵母表达载体pPIC9相连接构建重组载体pPIC9-XYL,电击转化至毕赤酵母GS115菌株中。挑选阳性重组子经测序、酶活性以及SDS电泳分析表明,xyl基因成功在毕赤酵母中分泌表达,重组酶活性可达214.15 IU/mL。该重组酶最适温度与最适pH分别为50℃和4.5,且具有良好的pH和热稳定性。     

耐酸性黑曲霉β-甘露聚糖酶的克隆及其在毕赤酵母中的表达分析

目的:克隆黑曲霉β-甘露聚糖酶基因,研究该基因在毕赤酵母中的表达情况。方法:运用RT-PCR从黑曲霉AN070902中克隆β-甘露聚糖酶cDNA片段,与载体pPIC9K相连,构建重组载体VMAN-pPIC9K,电转化毕赤酵母GS115,筛选产酶最高菌株进行5 L液体发酵,对该菌株所产重组酶进行酶学性质分析。结果:克隆获得1152 bpcDNA,编码由383个氨基酸残基组成的蛋白质,该蛋白质属于GH5家族,理论pI和相对分子质量分别为4.48和41.6×103;筛选获得的重组菌株VMAN-pPIC9K-GS115在5 L液体发酵中上清酶活达11 785 U/mL;表达的重组酶是一种酸性β-甘露聚糖酶,最适反应pH值为3.0,经pH2.0～9.0处理2 h后剩余酶活保持90%以上;该重组酶最适反应温度为65℃,70℃处理1 h后剩余酶活保持75%以上;该重组酶活性被1 mmol/L的Fe3+和Mn2+显著抑制,被1mmol/L的Co2+显著激活。结论:重组耐酸性β-甘露聚糖酶的特性,决定了其在工业生产中,特别是动物饲料和食品加工中具有应用价值。     

黑芝麻多酚氧化酶的重组表达及其酶学特性

为明确黑芝麻多酚氧化酶的酶学性质,利用大肠杆菌Escherichia coli原核表达了黑芝麻多酚氧化酶 (Black sesame polyphenol oxidase,BsPPO)。将合成的基因构建至pMAL-c5x载体,并在大肠杆菌中进行表达,对重组蛋白进行分离纯化及融合标签切除,获得的BsPPO蛋白用于酶学性质探究。结果表明,合成的Bsppo基因1 752 bp,编码585个氨基酸,理论蛋白分子量为65.3 kDa;构建的pMAL-c5x-Bsppo重组质粒在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3) 中可溶表达了MBP-BsPPO蛋白;酶切去除MBP融合标签后对BsPPO进行了酶学性质研究,结果表明BsPPO的最适温度和pH分别为25 ℃和4.0,在低温和弱酸性环境中有较好的稳定性。短时间低强度的光照和Cu2+可激活BsPPO的活性,Zn2+和Ca2+能抑制其活性。BsPPO可催化单酚、二酚以及三酚类化合物,对l-酪氨酸以及香草酸表现出较高的催化活性,此外BsPPO还对黑芝麻中含有的2-甲氧基肉桂酸、吲哚3-羧酸和根皮素表现出良好的催化活性。研究结果为黑芝麻多酚氧化酶酶学特性的明确奠定了理论基础。     

重组小麦静息巯基氧化酶的表达、酶学特性及其对面包品质的影响

为发展新型面粉改良酶制剂,利用大肠杆菌Escherichia coli原核表达了小麦静息巯基氧化酶(Wheat quiescin sulfhydryl oxidase,wQSOX)。将合成的wqsox基因构建至pMAL-c5x载体,并在大肠杆菌中进行表达,优化蛋白表达条件后对重组蛋白进行分离纯化及融合标签切除,获得的重组wQSOX蛋白用于酶学性质探究以及面包品质改良。结果表明,合成的截短wqsox基因包含1359 bp,编码453个氨基酸,理论蛋白分子量51 kDa;构建的pMAL-c5x-wqsox重组质粒在E.coli Rosetta gamiB(DE3)中可溶表达了重组蛋白MBP-wQSOX,其最佳表达条件为:诱导温度25℃,诱导剂IPTG浓度0.3 mmol/L,诱导时间6 h;利用Xa因子蛋白酶切除了MBP融合标签,亲和层析纯化得到了wQSOX;wQSOX可催化DTT、GSH和Cys氧化,并伴随着H2O2的生成,其中对DTT表现出最高的底物特异性;酶学性质研究发现,wQSOX最适反应温度和pH分别为50℃和10.0,在高温和碱性环境条件下表现出较好的稳定性;每克面粉中添加1.1 U wQSOX能够显著(P<0.05)提高26.4%的面包比容,降低20.5%的面包芯硬度和24.8%的咀嚼性,表现出了较好的改良面包加工品质能力。研究结果对丰富新型面粉改良酶制剂种类以及推动wQSOX在焙烤行业的应用奠定了理论基础。     

南极耐冷 Pseudomonas sp. 7323低温脂肪酶的性质及基因克隆

 南极微生物是筛选低温酶的良好来源,但尚未得到充分的研究与开发.低温脂肪酶具有广阔的应用前景,其基因结构特征也具有重要的研究意义. 本文对南极微生物开展了低温脂肪酶产生菌的筛选、基因克隆及特征分析.采用功能筛选的方法,从南极普里兹湾深海沉积物中获得一株产低温脂肪酶的菌株7323,其最适温度和最高生长温度分别为20℃和30℃,属于耐冷菌.16S rDNA序列分析表明,该菌属于假单胞菌属（Pseudomonas）.通过设计引物扩增出的脂肪酶基因全长为1854　bp,该基因编码一个由617氨基酸、分子量预计为64466的蛋白质.氨基酸序列分析表明,该酶与Pseudomonas sp. UB48 的脂肪酶有89%的相似性,在催化区和C末端信号肽中存在高度保守的序列.纯化后的酶学性质研究表明,该脂肪酶的最适温度为35℃,最适pH值为9.0,为碱性低温酶.     

海洋细菌QD80低温碱性蛋白酶的基因克隆和性质

对海洋细菌QD80所产低温碱性蛋白酶进行了基因克隆和序列分析,对此酶的性质进行了初步研究.此酶基因开放阅读框架为1377bp,分子量为49.9kD.此序列上游-8bp处为该基因的SD序列,-10区和-35区分别有5′TAGAAT3′和5′TTGACC3′的保守序列.该酶最适pH为9.5,最适反应温度为30℃,在10℃酶活力仍能保持30%以上.该酶对氧化剂H2O2的抗氧化作用明显,浓度达到4gL时酶活仍保留85%.该蛋白酶的低温适应性和抗氧化特性将对其在低温洗涤领域的应用提供广泛的潜在应用价值.     

Trichoderma lentiforme ACCC30425脂肪酶基因的原核表达及其酶学性质的初步研究

基于在Trichoderma lentiforme ACCC30425全基因组序列注释的15个脂肪酶基因,进行脂肪酶基因合成与Escherichia coli BL21异源表达,获得11个产脂肪酶阳性克隆,其中酶活力最高为1.5 U/mL。经初步酶学分析,结果表明重组表达脂肪酶普遍具有耐热性、耐碱性的特征,最适温度范围为50~90℃,最适pH范围为8.5~9.5。其中,LipP最适温度为90℃,远高于目前已知脂肪酶的最适温度;LipQ最适温度为50℃,最接近洗涤工业的中温温度;其他脂肪酶最适温度为70℃或80℃,均属耐热脂肪酶。     

亚洲玉米螟的O-β-N-氨基乙酰葡萄糖基水解酶 (OfOGA)的基因克隆及重组表达

O-GlcNAc修饰作用是一种普遍存在的动态可逆的糖基化修饰作用,由O-GlcNAc转移酶(OGT)与O-GlcNAc水解酶(OGA)负责调控。以亚洲玉米螟5龄幼虫为对象,克隆获得了全长O-GlcNAc水解酶(OfOGA)基因,其长度为3 541bp,其中5’-非编码区的长度为241bp,编码区的长度为3 165bp,3’-非编码区的长度为132bp;实现了OfOGA在原核表达载体中的重组表达。重组OfOGA由1 055个氨基酸构成,理论分子量118kDa,但SDS-PAGE电泳显示其实际分子量为130kDa。重组OfOGA的最适pH为5.5,最适温度为50℃。亚洲玉米螟OfOGA基因的获得与表达有助于理解OGA在昆虫生长发育中的作用,提供可能的生物防治靶标。     

Expression and characterization of recombinant thermostable alkaline phosphatase from a novel thermophilic bacterium Thermus thermophilus XM

A gene （tap） encoding a thermostable alkaline phosphatase from the thermophilic bacterium Thermus thermophilus XM was cloned and sequenced. It is 1506 bp long and encodes a protein of 501 amino acid residues with a calculated molecular mass of 54.7 kDa. Comparison of the deduced amino acid sequence with other alkaline phosphatases showed that the regions in the vicinity of the phosphorylation site and metal binding sites are highly conserved. The recombinant thermostable alkaline phosphatase was expressed as a His6-tagged fusion protein in Escherichia coli and its enzymatic properties were characterized after purification. The pH and temperature optima for the recombinant thermostable alkaline phosphatases activity were pH 12 and 75 ℃. As expected, the enzyme displayed high thermostability, retaining more than 50% activity after incubating for 6 h at 80 ℃. Its catalytic function was accelerated in the presence of 0.1 mM Co^2＋, Fe^2＋, Mg^2＋, or Mn^2＋ but was strongly inhibited by 2.0 mM Fe^2＋. Under optimal conditions, the Michaelis constant （Kin） for cleavage of p-nitrophenyl-phosphate was 0.034 mM. Although it has much in common with other alkaline phosphatases, the recombinant thermostable alkaline phosphatase possesses some unique features, such as high optimal pH and good thermostability.     

谷氨酸棒杆菌YILW苏氨酸脱水酶基因的克隆表达及酶学性质

将L-异亮氨酸生产菌谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum YILW)苏氨酸脱水酶(threonine de-hydratase,TD)的编码基因ilvA在大肠杆菌中进行异源表达及进行初步的酶学性质研究。分别以C.glutamicum ATCC13032、YILW的基因组DNA为模板,利用PCR技术扩增出苏氨酸脱水酶的编码基因ilvA,测序获得编码序列。利用质粒PET-His将该基因在大肠杆菌BL21(DE3)中进行重组表达、金属螯合纯化,对其酶学性质进行初步研究。结果显示C.glutamicum YILW编码基因序列与已报道的ilvA序列相差5个碱基,相似度为99.6%,第383位氨基酸由苯丙氨酸突变为缬氨酸。酶学性质研究表明:重组酶YilwTD最适反应温度为32℃,在20~55℃范围内该酶较稳定,最适pH为6.7,该酶底物专一性强,对最适底物苏氨酸的米氏常数Km=8.32 mmol/L,最大反应速度Vmax=3.18×104U/mg,与野生型酶相比,突变(F383V)后可显著降低终产物对酶的反馈抑制作用。为揭示突变对苏氨酸脱水酶活性的影响及进一步利用基因工程技术改造L-异亮氨酸生产菌,提高L-异亮氨酸产量奠定了基础。