一株产甘露聚糖酶菌株的分离鉴定及酶的纯化与性质

【目的】筛选性能良好的产碱性甘露聚糖酶的菌株,对菌株进行多项分类鉴定,分离纯化所产甘露聚糖酶并进行性质研究。【方法】利用碱性魔芋粉培养基分离纯化产甘露聚糖酶的嗜碱菌,通过形态特征观察、生理生化测定、16S rRNA序列分析等实验确定菌株的分类地位。利用硫酸铵沉淀、阴离子交换层析和分子筛层析得到电泳纯的酶,分析了酶的最适温度、最适pH、温度和pH稳定性、NaCl以及金属离子等的耐受性。【结果】从我国内蒙古碱湖样品中分离得到一株产碱性甘露聚糖酶的菌株HMTS15,经过多项分类鉴定显示其是与Bacillus agaradhaerens DSM 8721不同的新菌株。菌株HMTS15所产的甘露聚糖酶反应的最适pH为10.0,最适温度75℃。【结论】多项分类结果鉴定菌株为Bacillus agaradhaerens HMTS15。该菌株产生的碱性甘露聚糖酶与同类其他来源的酶相比具有更好的热稳定性和pH适应性,有进一步的研究价值。     

68株北极产蛋白酶菌株的筛选、鉴定以及部分酶学性质

【目的】从北极海水样品中分离产蛋白酶细菌,并对其进行初步的分类鉴定,为低温蛋白酶的低温适应性及其应用研究奠定基础。【方法】通过酪蛋白筛选培养基低温培养的方法从北极水样中分离出68株产蛋白酶细菌,采用16S rRNA基因PCR-RFLP(限制性酶切多态性)方法及传统的表型特性分析对所分离纯化的菌株进行分类,每种细菌类型各取1株代表菌株进行16S rRNA基因序列测定、GenBank数据库blast分析以及通过DNAMAN软件进行系统进化树分析。对代表菌株的蛋白酶酶学性质进行初步研究。【结果】68个菌株可归为3种类型(54.41%、42.65%和2.94%),分别以菌株6、11和52为代表菌株。16S rRNA基因序列分析结果表明,菌株11与比目鱼黄杆菌(Chryseobacterium scophthalmum)具有98.24%的同源性;菌株52与嗜根寡养单胞菌(Stenotrophomonas rhizophila)具有98.55%的同源性;菌株6与Stenotrophomonas rhizophila具有96.50%的同源性,可能为该属的新物种。对3种类型代表菌株进行表型性状研究显示,菌株6、11和52为革兰氏阴性、直杆状、不产胞外脂肪酶和淀粉酶,具有强的蛋白酶活性。菌株6的蛋白酶最适酶活温度为55℃,最适宜pH为6.7;菌株11的蛋白酶最适酶活温度为40℃,属于低温酶,最适酶活pH约为8.5;菌株52的蛋白酶最适酶活温度为65℃,最适酶活pH为7.4。【结论】本文首次报道了Stenotrophomonas和Chryseobacterium的菌株在北极海水样品中的分布,充实了极地产蛋白酶菌的种属分布多样性,为后续低温蛋白酶的研究和应用奠定了基础。     

嗜热土芽孢杆菌GSEY01及其高温蛋白酶的初步研究

从云南腾冲热海热泉中分离出一株产高温蛋白酶的菌株GSEY01。该菌株最适生长温度为60℃,16S rRNA基因序列分析表明,该菌株为土芽孢杆菌属(Geobacillus)的耐热菌株。该菌株所产高温蛋白酶可以通过超滤浓缩,硫酸铵分级沉淀和强阴离子交换层析获得纯酶。此高温蛋白酶分子量约为42kD,最适催化温度为80℃,最适催化pH7.5,Mg2+能增强该酶活力,Fe3+,Cd2+和Ni2+对其活性则有抑制作用。PMSF对该酶影响较小,乙二胺四乙酸(EDTA)和十二烷基磺酸钠(SDS)则对其有强烈的抑制作用,此高温蛋白酶和其他土芽孢杆菌所产蛋白酶有较大差异,可以应用于相关的高温催化环境。     

高温蛋白酶产生菌的筛选及其产酶条件和酶学性质分析

从徂徕山温泉附近土样中分离到9株产高温蛋白酶菌株,选取一株碱性蛋白酶高产菌株L7为出发菌株,进行显微形态、16S rRNA基因序列分析,将其初步鉴定为短芽孢杆菌(Brevibacillus sp.)。研究该菌株发酵条件,确定产酶的最佳培养基组成为葡萄糖40 g/L,蛋白胨20 g/L,磷酸氢二钠1.4 g/L,氯化钙0.6 g/L,硫酸镁0.4 g/L,通过培养基优化,酶活达到103.08 U/mL。最佳培养条件为250 mL三角烧瓶中装液量50 mL、pH8.0、培养温度为55℃、培养时间为24 h。对该菌株酶学性质研究,L7菌株所产高温蛋白酶的最适温度为55℃,最适pH为10,并且具有良好的温度稳定性和pH稳定性,酶活性受PMSF强烈抑制。     

药用野生稻拮抗稻瘟病内生细菌的筛选、鉴定及发酵条件优化

【背景】稻瘟病是水稻的三大重要病害之一，每年对水稻生产都会造成较大的损失，生物防治稻瘟病已成防治该病害的重要手段，而目前鲜少有报道从药用野生稻中分离内生菌用以防治稻瘟病。【目的】从药用野生稻内生菌中挖掘对稻瘟病具有拮抗作用的微生物资源。【方法】采用分离法从勐遮药用野生稻中先分离出内生菌，再通过平板对峙法筛选对稻瘟病菌具有拮抗作用的菌株，通过形态学和16S rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定，同时筛选该菌株的最适培养基、pH、培养温度和摇床转速。【结果】筛选得到拮抗菌株Z5，在LB培养基上对稻瘟病菌菌丝生长的抑制率达到96.43%，经形态学和16S rRNA基因序列分析，初步鉴定为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。在NYBD、CM、LB、NA和YSP这5种培养基中，菌株Z5的最适培养基为NYBD培养基、最适pH值为8.0-9.0、最适培养温度为35℃、最适摇床转速为250 r/min。【结论】短小芽孢杆菌Z5对稻瘟病菌的生长具有较好的抑制作用，且该菌株耐高温、较耐酸碱，作为稻瘟病生防制剂研发具有一定的价值。     

新疆阜康盐碱地可培养兼性嗜碱放线菌多样性及其酶活筛选

【目的】分析新疆阜康盐碱地环境可培养兼性嗜碱放线菌物种多样性及其产酶潜力。【方法】从阜康盐碱地环境共采集10份土样,采用纯培养物的16S rRNA基因序列同源性分析盐碱地兼性嗜碱放线菌物种多样性。对分离菌株进行淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶和木聚糖酶酶活初筛。【结果】从10份土样中共分离到116株兼性嗜碱放线菌和4株耐碱放线菌,16S rRNA基因序列分析表明它们分布在放线菌门放线菌纲的8个目13个科22个属,其中53.3%的菌株为非链霉菌属和拟诺卡氏菌属的菌株。酶活初筛结果:淀粉酶、蛋白酶、木聚糖酶和纤维素酶的阳性率分别为35.8%、37.5%、28.3%、17.5%。【结论】阜康盐碱地生境蕴藏丰富的兼性嗜碱放线菌资源。兼性嗜碱放线菌是获得高活性酶的资源。本研究有助于认识高碱环境兼性嗜碱放线菌的多样性,为其资源的开发利用提供依据。     

白蚁栖息环境中蜡状芽孢杆菌的分离及其纤维素酶活性分析

【目的】了解白蚁栖息环境中有无降解纤维素的微生物。【方法】以羧甲基纤维素钠为唯一碳源,利用刚果红染色,根据透明圈大小进行筛选。通过显微形态、革兰氏染色及16S rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定。DNS法测定菌株产纤维素酶与生长周期的关系,并进一步分析纤维素酶性质。【结果】从台湾乳白蚁(Coptotermes formosanus Shiraki)栖息环境中筛选到一株具有较高纤维素酶活性,革兰氏阳性菌株TT15,16S rDNA序列分析鉴定为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus Gd2T)。菌株培养前12 h没有纤维素酶活性,随着培养时间的增加,纤维素酶活性逐渐增大;当生长达到稳定期(48 h),酶活性达到最大并保持稳定。菌株TT15纤维素酶活性的最适pH和最适反应温度分别为5.0和50°C。【结论】从白蚁栖息环境中分离到一株具有较高纤维素酶活的蜡状芽孢杆菌TT15,可作为产细菌纤维素酶的优良菌株。     

土壤中高产蛋白酶菌株产酶条件及酶学性质

【背景】微生物蛋白酶已经成为工业用蛋白酶的主要来源,筛选具有特殊环境适应性的微生物成为生物酶资源的开发热点。【目的】通过对青藏高原土壤微生物产蛋白酶菌株的筛选、优化及相关特性研究,寻找新的蛋白酶资源,为高原菌种资源利用提供科学依据。【方法】采用形态学和分子生物学对筛选菌株进行菌种鉴定,利用单因素试验和正交试验对菌株进行发酵条件优化及酶学性质的探究。【结果】筛选出一株高产蛋白酶菌株XC2,经鉴定菌株XC2为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。XC2最优产酶条件:可溶性淀粉4.0%,牛肉膏1.0%,K~+0.6%,培养温度34°C、初始pH 7.0、接种量2.0%的条件下200 r/min振荡培养13 h,所产蛋白酶活力最高为638.5 U/mL。XC2所产蛋白酶最适反应温度60°C,最适pH9.0;40-50°C、pH8.0-10.0条件下酶活稳定性较高;Mn~(2+)对酶活力有明显激活作用,而Zn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(2+)、Fe3+对酶活力有明显抑制作用。【结论】枯草芽孢杆菌XC2有较强的产碱性蛋白酶的能力,具有较好的应用前景。     

家蚕肠道枯草杆菌产蛋白酶的发酵条件与酶学性质

肠道微生物分泌的蛋白酶可促进家蚕对桑叶养分的消化吸收,枯草芽孢杆菌是家蚕肠道内一种重要的产蛋白酶菌株。为提高枯草芽孢杆菌蛋白酶的高效利用,对该菌株适宜发酵条件及酶学性质进行了研究。结果表明：各因素对枯草芽孢杆菌产酶活性影响的大小顺序依次为：pH值〉培养温度〉培养时间〉装液量;最适的产酶条件为：pH=7,培养温度：30 ℃,培养时间：36 h;对枯草芽孢杆菌产蛋白酶进行初步提纯后并研究得出该酶反应的最适pH 10.0,最适反应温度为：60 ℃;该酶为碱性蛋白酶、不耐高温、不耐酸,但在35 ℃条件下热稳定性较好。     

1株高产蛋白酶嗜麦芽寡养单胞菌的分离鉴定及其酶学活性的研究

双齿围沙蚕消化道中分离1株高产蛋白酶菌株D2(CGMCC保藏号:1868),经形态学、生理学、16S rRNA基因序列测定及系统发育分析确定为嗜麦芽寡养单胞菌。Lowry法检测显示该菌株产酶能力为1104 U/mL,最佳产酶条件为pH 8.0、25℃培养48 h;酪蛋白酶图谱法和凝胶成像分析证实其蛋白酶分子量约为42 ku,在培养上清液中纯度大于97%;该酶对粗酶品比活性为301 U/mg,酶活性的最适pH值为9,是一种碱性蛋白酶;最适温度为60℃;在55℃以下及pH 6~10的环境中具有较好的稳定性。嗜麦芽寡养单胞菌D2株有望成为一种新的蛋白酶生产资源。     

绿木霉Gv29-8丝氨酸蛋白酶S8/S53超家族基因特性及功能

【背景】丝氨酸蛋白酶在木霉菌生物防治过程中发挥重要作用。【目的】研究绿木霉丝氨酸蛋白酶S8/S53超家族基因信息及其生物学功能,进而为该蛋白酶生防制剂的开发及基因改造提供理论支持。【方法】通过生物信息学分析方法,从绿木霉Gv29-8基因组中鉴定出23个丝氨酸蛋白酶基因,以少孢节丛孢菌ATCC 24927基因组中鉴定的4个丝氨酸蛋白酶基因作为对照,对这27个丝氨酸蛋白酶基因的特性、蛋白结构、进化地位、功能等进行预测分析。【结果】27个基因结构差异较大,编码的蛋白具有典型的丝氨酸蛋白酶催化三联体结构,属于S8/S53超家族,分为6个亚家族,同一亚家族的蛋白酶保守区长度相近,相似性较高,催化残基附近序列比较保守。系统进化分析显示,同一亚家族丝氨酸蛋白酶聚为一类。【结论】绿木霉和少孢节丛孢菌的部分丝氨酸蛋白酶基因在结构和蛋白性质上相似性强,亲缘关系较近,均属于S8_PCSK9_ProteinaseK_like亚家族,推测绿木霉与少孢节丛孢菌该亚家族的丝氨酸蛋白酶具有相似的功能,可抑制植物病原真菌和降解线虫体壁。     

尖孢镰刀菌M1耐热蛋白酶纯化及酶学性质

【背景】前期工作中,从北大仓白酒大曲分离到一株真菌,经形态学和分子生物学方法,将其鉴定为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporim)M1,研究发现该菌能产中性蛋白酶。中性蛋白酶是应用于工业化生产的重要酶制剂。由于其作用条件温和、催化速率较高,被广泛应用于食品、医药、皮革、饲料、化工和废弃物处理行业。【目的】为了使该菌蛋白酶应用于相关工业生产,需要对该蛋白酶进行纯化和酶学特性研究。【方法】采用硫酸铵分级分离、疏水和离子交换层析对该菌蛋白酶进行纯化,通过SDS-PAGE测定酶的纯度和分子量,并研究其热稳定性和酸碱适应性。【结果】经各步层析,蛋白酶纯化倍数达26.1,得率为7.9%;经测定纯酶的分子量为62 kD;该酶最适温度为40℃,最适pH为7.0,属于中性蛋白酶;该酶对酸较敏感,对碱有较强的耐受性;耐热性较强,但酶活性不受乙二胺四乙酸二钠盐抑制。【结论】由于该中性蛋白酶具有较好的耐热性,因此,可作为工业生产上潜在的生物催化剂。     

铜绿假单胞菌产蛋白酶的发酵条件优化

【目的】鉴定一株来源于酱油曲能够分泌蛋白酶的铜绿假单胞菌CAU342A,优化其产蛋白酶的发酵条件。【方法】采用形态学观察、16S r RNA基因序列比对和生理生化方法鉴定菌株CAU342A;通过碳源、氮源、初始pH、温度、表面活性剂及发酵时间的单因素优化和正交试验获得最适发酵条件。【结果】菌株CAU342A被鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),其最适发酵产酶条件为(质量体积比):3%酒糟,1.5%酵母浸提物,0.05%吐温-80,0.5%NaCl,0.7%K_2HPO_4,0.3%KH_2PO_4,0.04%MnSO_4,培养基初始pH 7.5,30°C培养72 h。在最适发酵条件下,该菌株最大产酶水平达到2 653.5 U/m L。蛋白酶酶谱分析表明该菌株能够产生至少4种具有蛋白酶活性的同工酶,其中两个主要酶谱带对应分子量分别为32 k D和50 k D。【结论】铜绿假单胞菌CAU342A高产蛋白酶,具有很大的工业应用潜力。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒Nsp2蛋白原核表达纯化及其蛋白酶活性分析

摘要：【目的】表达并纯化猪繁殖与呼吸综合征病毒非结构蛋白2（Nsp2）,分析Nsp2的蛋白酶活性。【方法】本研究通过PCR分别扩增nsp2基因的N端和C端,利用原核表达载体pET21a(+)表达Nsp2蛋白的N端和C端(即Nsp2-N 和 Nsp2-C),通过Ni-NTA琼脂糖亲和层析和凝胶过滤的方法纯化两个重组蛋白。预测Nsp2-N含有半胱氨酸蛋白酶结构域,本研究利用western blot检测其顺式酶切蛋白酶活性;并人工合成潜在的十肽底物,利用体外多肽酶切实验检测其反式酶切蛋白酶活性。成功获得Nsp2     

流感嗜血杆菌ATCC49247来源的IgA酶理化性质及其对低糖基化IgA1的分解作用

【背景】近年来,能够特异性切割人IgA1分子的IgA蛋白酶(IgA酶)被认为是治疗IgA肾病(IgAN)的潜在药物,但各种物理化学因素均可能影响其生物学活性。【目的】研究流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae) ATCC49247 IgA酶的理化性质,确定IgA酶最适的作用条件后观察IgA酶对低糖基化IgA1的作用。【方法】从细菌培养液中分离纯化IgA酶,SDS-PAGE电泳后银染法分别检测多种理化条件下IgA酶的水解活性及其对低糖基化IgA1的消化作用。【结果】H. influenzae ATCC49247IgA酶可耐受的反应温度较广,最适温度为50°C;在高于60°C的环境中,IgA酶便不可逆地丧失了稳定性;IgA酶在pH 6.0-9.0的环境下能够保持完整催化活性;1 mmol/L的PMSF和高于10 mmol/L的SDS能够强烈地抑制IgA酶的活性,DTT和EDTA对IgA酶活性无明显影响;所有浓度的Al~(3+)、Fe~(3+)和高浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Fe~(2+)对IgA酶均表现出强烈的抑制作用,同时Co~(2+)、Mn~(2+)、Ca~(2+)、Ni~(2+)和Mg~(2+)都对IgA酶活性没有明显影响。选择了最适宜的IgA酶作用条件,发现IgA酶能够有效降解低糖基化IgA1底物。【结论】确定IgA酶最适宜的作用条件能保持良好的酶活性,更好地发挥了IgA酶对低糖基化IgA1的降解作用,为IgA酶的临床研究和药用价值的进一步开发提供一定的依据。     

一种米曲霉蛋白酶的酶学性质及其在酪蛋白磷酸肽制备中的应用

【目的】分离纯化米曲霉蛋白酶的主要组分,分析其酶学特性,并应用于酪蛋白磷酸肽(Casein phosphopeptides,CPPs)的制备。【方法】采用硫酸铵盐析、DEAE-Sepharose FF阴离子交换层析和Butyl-sepharose HP疏水层析对米曲霉蛋白酶进行分离纯化,SDS-PAGE检测分子量与纯度,MALDI-TOF-MS检测酶切位点。【结果】得到一种蛋白酶组分(命名为PE),分子量大小为58 kD左右。该酶最适反应条件为55 °C,pH 8.0,酶活被Fe3+抑制,被Mn2+激活。以酪蛋白为底物时,Km=0.36 g/L,最大反应速率Vm=18.18 mg/(L?min)。蛋白酶PE对牛胰岛素B链上-Leu-Cys-、-Val-Glu-、-Tyr-Leu-和-Arg-Gly-组成的肽键有较高的切割能力,酶切位点较多。利用其水解酪蛋白,通过钡-乙醇沉淀法得到CPPs,产率为15.87%,摩尔氮磷比r (N/P)为6.17,得到的CPPs可以使钙沉淀推迟35 min。【结论】利用米曲霉蛋白酶水解酪蛋白产生CPPs,为其在功能性食品加工方面的应用提供有利的参考。     

黄河鲤水产细菌的分离及其毒力因子和群体感应信号分子的检测

【背景】水产细菌病害制约水产养殖业健康发展,群体感应与细菌毒力因子的产生密切相关,群体感应调控细菌的毒力因子特性值得进一步研究。【目的】探究群体感应与黄河鲤细菌病害的关系,明确群体感应对细菌毒力因子特性的影响。【方法】通过16S rRNA基因测序并构建系统进化树确定筛选菌株的进化地位,通过脱脂牛奶平板法和偶氮酪蛋白法检测菌株胞外蛋白酶活力,采用结晶紫染色法对菌株的生物膜形成能力进行测定,通过报告菌株BB170和CV026分别测定菌株产信号分子AI-2和高丝氨酸内酯的能力,外源添加高丝氨酸内酯检测信号分子对菌株胞外蛋白酶活力和生物膜形成能力的影响。【结果】哈夫尼亚菌(Hafnia sp.) Z11和气单胞菌(Aeromonas sp.) Z12具有高水平的胞外蛋白酶活力和生物膜形成能力,能够分泌AHLs信号分子且具有菌体密度依赖性。外源添加HSL对菌株毒力因子特性有不同程度的影响,外源添加高浓度的N-丁酰基高丝氨酸内酯(C4-HSL)和N-己酰基高丝氨酸内酯(C6-HSL)能够分别提高菌株Z11和Z12的胞外蛋白酶活力和生物膜形成能力。【结论】高浓度群体感应信号分子AHLs对哈夫尼亚菌和气单胞菌胞外蛋白酶活性有促进作用,说明该2种菌的群体感应现象可能会影响其毒力。     

小龙虾肠道细菌群落多样性及产蛋白酶细菌的筛选

【背景】养殖动物对饲料的消化利用往往与肠道菌群密切相关。【目的】揭示小龙虾肠道细菌群落组成,并从小龙虾肠道筛选产蛋白酶细菌。【方法】在Illumina MiSeq PE300平台对细菌16S rRNA基因V3-V4区进行高通量测序,分析小龙虾肠道细菌群落多样性;通过酪蛋白平板法筛选产蛋白酶细菌并进行分子生物学鉴定。【结果】小龙虾肠道细菌优势门包括变形菌门、软壁菌门、厚壁菌门、拟杆菌门等4个门,累计占比为98.53%;优势属包括柠檬酸杆菌属、支原体科Candidatus_Bacilloplasma暂定属、哈夫尼菌属、肠球菌属、拟杆菌属、梭菌科未分类属、希瓦氏菌属等7个属,累计占比为91.67%。通过酪蛋白平板法筛选的产蛋白酶细菌来自哈夫尼菌属、柠檬酸杆菌属、克雷伯氏菌属和芽孢杆菌属。【结论】小龙虾肠道细菌核心类群在蛋白质消化利用中发挥了重要作用。     

High molecular weight glycosylated protease in calf brain. Purification and partial characterization

A high molecular weight protease has been purified to homogeneity from calf brain cytosol. The purification procedure involves ammonium sulfate fractionation of the cytosol followed by chromatography on DEAE-Sephacel, hydroxylapatite, concanavalin A-Sepharose 4B and Sephacryl S-300. The molecular weight of the native protease was estimated to be Mr = 465,000 by high pressure liquid chromatography. It is composed of a closely moving doublet of Mr = 165,000 and 155,000, as determined on sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. It degrades [methyl-14C] alpha-casein with a broad pH optimum of 6.8-8.5. [methyl-14C]bovine serum albumin and 125I-bovine serum albumin are hydrolyzed to the same extent as [methyl-14C]alpha-casein, whereas [methyl-14C]methemoglobin is hydrolyzed to half the extent of [methyl-14C] alpha-casein. Divalent cations, nucleotides, and known protease inhibitors (phenylmethylsulfonyl fluoride, p-chloromercuribenzoate, iodoacetic acid, N-ethylmaleimide, leupeptin, antipain, pepstatin, and hemin) have no effect on the activity of the protease. The protease is glycosylated and appears to aggregate readily. Aggregation may be reversed by treating the protease with certain organic solvents. The protease seems to maintain full activity after heat treatment. Electron microscopic data reveals a spherical structure of 20-nm diameter.