一种不依赖钙离子的酸性α淀粉酶基因的克隆表达

以产酸性淀粉酶菌株Bacillus sp.CN7的基因组DNA为模板,PCR扩增到α淀粉酶成熟肽基因,将该基因插入表达质粒pSE380中,构建重组质粒pSE380-cn7a。将重组质粒导入到Escherichia coli JM109中,IPTG诱导表达。重组酶经Sephacryl S300、Ni-NTA纯化后测定其酶学性质。重组酶CN7A的最适温度为65°C,最适pH为5.5?6.0,对可溶性淀粉的Km值为3.784g/L,最大反应速度为101.2mg/(L·min),该酶的热稳定性不依赖钙离子。     

植酸酶YiAPPA与生淀粉结合域SBD融合酶的构建及酶学性质分析北大核心CSCD

旨在获得酶学性质改良的植酸酶YiAPPA与生淀粉结合域SBD的融合酶。通过在植酸酶YiAPPA的C末端融合嗜热酸性α-淀粉酶GTamy的生淀粉结合域SBD,获得融合酶YiAPPA-SBD。酶学性质分析表明,YiAPPA-SBD的高温活性和热稳定性得到了提高,并获得了对生玉米淀粉的结合能力。其中YiAPPA-SBD于55-90℃范围内的相对酶活均高于YiAPPA的相对酶活;于80℃的半衰期提高约2倍;在生玉米淀粉浓度大于8%的条件下,YiAPPA-SBD对其结合率达到80%以上。并且YiAPPA-SBD保留有YiAPPA的其它优良酶学性质,最适反应pH为4.5,37℃的绝对酶活高达3 900 U/mg,具有优良的pH稳定性和蛋白酶抗性。     

植酸酶YiAPPA与生淀粉结合域SBD融合酶的构建及酶学性质分析

旨在获得酶学性质改良的植酸酶YiAPPA与生淀粉结合域SBD的融合酶。通过在植酸酶YiAPPA的C末端融合嗜热酸性α-淀粉酶GTamy的生淀粉结合域SBD,获得融合酶YiAPPA-SBD。酶学性质分析表明,YiAPPA-SBD的高温活性和热稳定性得到了提高,并获得了对生玉米淀粉的结合能力。其中YiAPPA-SBD于55-90℃范围内的相对酶活均高于YiAPPA的相对酶活;于80℃的半衰期提高约2倍;在生玉米淀粉浓度大于8%的条件下,YiAPPA-SBD对其结合率达到80%以上。并且YiAPPA-SBD保留有YiAPPA的其它优良酶学性质,最适反应pH为4.5,37℃的绝对酶活高达3 900 U/mg,具有优良的pH稳定性和蛋白酶抗性。     

深海放线菌生淀粉酶基因的克隆表达及酶学特性研究

从深海放线菌Streptomyces sp.SCSIO03032基因组中扩增到1条含淀粉结合域的水解糖苷13家族基因amy032,该基因编码氨基酸与已知蛋白一致性最高为67%。将amy032插入表达载体pET32a启动子下游,构建重组载体pET-amy。重组质粒导入大肠杆菌Rosseta(DE3)菌株中,SDS-PAGE分析结果显示目的基因成功实现异源表达。Ni-NTA对重组酶进行纯化,并对其酶学性质进行表征。结果表明:重组淀粉酶AMY032的最适作用温度为50℃,最适pH为8.0,以可溶性淀粉为底物时的比酶活为(276±57)U/mg,Km为0.02g/L,Vmax为70mg/(L·min)。Ca2+能提高该酶的催化活性,Ni2+、Cu2+、Zn2+和Mn2+对该酶有抑制作用。AMY032对生玉米淀粉和生大米淀粉具有水解活性,其比酶活分别为(49±12)U/mg和(39±11)U/mg;扫描电镜结果显示AMY032使生玉米淀粉的表面产生明显凹陷。     

中温α-淀粉酶在地衣芽孢杆菌中的异源表达

提高中温α-淀粉酶生产菌株的发酵温度,对减少冷却水消耗降低生产成本有重要意义。本文利用基因删除技术删除了地衣芽孢杆菌CBBD302菌株α-淀粉酶的编码基因(amy L)获得突变株D402。将表达解淀粉芽孢杆菌中温α-淀粉酶基因Ba A的重组质粒p HY-WZX-Ba A转化D402,获得表达中温α-淀粉酶的重组地衣芽孢杆菌D402/p HY-WZX-Ba A。摇瓶发酵实验显示,重组菌最适发酵温度为42℃,比原生产菌株提高8℃,最高产酶水平达到301 U/m L。30 L发酵罐发酵试验,78 h达到最高酶活531 U/m L。重组酶的最适作用温度为60℃,最适作用p H 6.5,在90℃保温20 min可以完全失活,保持了中温α-淀粉酶既能在淀粉糊化温度下保持稳定又便于灭酶的优良性能。     

融合淀粉酶AmyP-Clo对大米生淀粉的高效降解

【目的】获得能高效降解大米生淀粉的α-淀粉酶。【方法】将来源Clostridium butyricum T-7的α-淀粉酶的淀粉结合结构域与能快速偏好性降解大米生淀粉的α-淀粉酶Amy P的催化结构域融合重组表达。【结果】融合蛋白Amy P-Clo保留了野生型Amy P催化优势的基础上,对大米生淀粉的比活为(373.9±8.4)U/mg,4 h内对5%大米生淀粉的最终降解率为(42.7±1.1)%,对大米生淀粉的最高结合率为(71.1±1.6)%,这些数据相比Amy P分别提高了3.1、2.8和1.3倍。【结论】融合蛋白Amy P-Clo能高效降解生大米淀粉,是一个具有优良应用价值的酶。     

α-淀粉酶在短短芽孢杆菌中的分泌表达

应用PCR技术从枯草杆菌168中分离出α－淀粉酶基因。将其引入分泌表达载体pBKE50后,用Tris-PEG法转入短短芽孢杆菌50中,发现α－淀粉酶以活性形式被分泌表达。酶测活分析表明α－淀粉酶活性约为出发菌枯草杆菌168的1.7倍。     

芽孢杆菌WS-3L淀粉酶的纯化和特性的研究

芽孢杆菌WS-3L产生的α-淀粉酶AmyL经过多步纯化,酶的回收率为15.5%,比活提高了345倍.该淀粉酶能够有效水解淀粉生成麦芽寡糖.酶的最适反应温度为45℃,最适反应pH为6.5,在pH 7.0～8.0,40℃以下酶活较稳定;离子Cu2 、NH4 、Ag 、Hg 和EDTA、SDS对酶活力有显著抑制作用,而其他一些常见金属离子如Na 、K 则对酶活影响不大.AmyL对可溶性淀粉、直链淀粉、支链淀粉的Km值和Vmax分别为2.81 mg/mL、8.37 mg/mL、1.80 mg/mL和11.67 μmol/(min·mL)、10.00μmol/(min·mL)、13.33 μmol/(min·mL),表明支链淀粉是该酶的理想水解底物.玉米淀粉对AmyL有很高的吸附率,预示这可以作为酶快速固定的一个简易方法应用到实际生产中.     

α-淀粉酶AmyP中淀粉结合结构域的鉴定

【目的】检测具有生淀粉降解活性的新型α-淀粉酶AmyP是否具有淀粉结合结构域(SBD)。【方法】通过结构域预测和序列分析, 推测AmyP的C端是一个SBD。将这段序列克隆、表达和重组蛋白纯化后, 采用亲和电泳和生淀粉吸附两种方法对重组表达的蛋白进行研究。【结果】AmyP的C端序列是一个新型的SBD, 根据序列特征可以将其划分在碳水化合物结合结构域(CBM) 20家族。该SBD与生大米淀粉的吸附能力最强, 生玉米淀粉次之, 不能与生小麦淀粉、生马铃薯淀粉和生绿豆淀粉吸附。【结论】α-淀粉酶AmyP在蛋白C端具有一个SBD, 有助于理解AmyP快速偏好性降解生淀粉的能力。     

筛选具有高α-淀粉酶酶活的丙酮丁醇梭菌及C源对其酶活的影响

利用淀粉平板筛选到1株α-淀粉酶比酶活为94.67 U/mL的丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)菌株D3 1 1,比酶活比原菌株提高了58.21%,丁醇产量达11.88 g/L,比原菌株提高了25.45%。考察不同C源对丙酮丁醇梭菌D3 1 1α-淀粉酶活的影响,其中葡萄糖要比其他C源对α淀粉酶的抑制作用更强,且随着葡萄糖浓度的加大,抑制作用也越强。     

解淀粉芽孢杆菌α-淀粉酶基因的克隆与表达

[目的]实现解淀粉芽孢杆菌α-淀粉酶在大肠杆菌中的高效表达,建立有效的透析复性方法,获得有活性的重组淀粉酶。[方法]以解淀粉芽孢杆菌DSM 7基因组DNA为模板,PCR扩增获得无信号肽的α-淀粉酶结构基因,克隆至p ET-22b(+),转化E.coli BL21(DE3),IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测重组蛋白表达情况,采用透析法进行包涵体复性并检测酶活。[结果]成功表达重组蛋白,相对分子量约为54.8k Da,成功复性包涵体,复性效率为22.78%,重组α-淀粉酶酶活力为102.4 U/m L。[结论]实现了解淀粉芽孢杆菌α-淀粉酶在大肠杆菌中的高效表达,包涵体经透析法成功复性,获得具有催化活性的重组淀粉酶。     

解淀粉芽孢杆菌中温α-淀粉酶基因的克隆、表达与酶学性质分析

以中温α-淀粉酶生产菌株Bacillus amyloliquefaciens M23基因组DNA为模板。PCR扩增得到了2．0kb α-淀粉酶基因全长序列。该基因由上游启动子220bp,结构基因1544bp和终止序列320bp构成。将无信号肽的α-淀粉酶结构基因amyQ,克隆入表达载体pET28a,转化E．coli BL21（DE3）,经诱导,测定α-淀粉酶活性。结果表明：α-淀粉酶基因amyQ获得了活性表达,酶活力为2．297U／mL,SDS-PAGE电泳结果显示出分子量约为58kDa特异性蛋白质条带。酶学性质分析表明,重组α-淀粉酶的最适反应温度为60℃,最适反应pH为6．5,在60℃保温15min保持85％以上活性,超过15min,酶迅速失活,在pH5．5～10．0环境下稳定。水解产物分析表明：淀粉水解终产物主要为麦芽寡糖和糊精和少量葡萄糖。     

地衣芽孢杆菌高温α-淀粉酶异源表达研究

目的：以地衣芽孢杆菌高温α-淀粉酶基因（amyL）为报告基因,构建含不同启动子的枯草杆菌表达载体,转化枯草杆菌,并对重组菌的酶活进行分析,比较不同启动子对amyL基因在枯草杆菌中表达的影响。方法：以高温α-淀粉酶高产菌株B.licheniformis0204染色体DNA为模板,PCR扩增得到amyL并分别与PQ启动子和P43启动子进行连接构建表达载体pUB-PQ-amyL和pUB-P43-amyL,化学法转化枯草杆菌1A717,筛选得到重组转化子后对重组菌的表达产物进行SDS-PAGE和酶活检测。结果：重组菌摇瓶发酵105h后测定高温α-淀粉酶酶活,B.subtilis1A717（pUB-PQ-amyL）的最高酶活为280.1U/mL,B.subtilis1A717（pUB-P43-amyL）的最高酶活为190.5U/mL。结论：PQ启动子调控的高温α-淀粉酶最高表达水平是P43启动子调控的最高表达水平的1.47倍,说明PQ启动子能使amyL基因在枯草杆菌中更高效地表达。     

天蓝色链霉菌海藻糖合酶的异源表达、活性分析及重组菌全细胞转化合成海藻糖的条件优化

从天蓝色链霉菌Streptomyces coelicolor克隆得到海藻糖合酶基因 (ScTreS),在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3) 中进行了异源表达,通过 Ni-NTA 亲和柱对表达产物进行分离纯化得到纯酶,经 SDS-PAGE 测定其分子量约为62.3 kDa。研究其酶学性质发现该酶最适温度35 ℃;最适pH 7.0,对酸性条件比较敏感。通过同源建模和序列比对分析,对该基因进行定点突变。突变酶K246A比酶活比野生酶提高了1.43倍,突变酶A165T相对提高了1.39倍,海藻糖转化率分别提高了14%和10%。利用突变体重组菌K246A进行全细胞转化优化海藻糖的合成条件并放大进行5 L罐发酵,结果表明：在麦芽糖浓度300 g/L、初始反应温度和pH分别为35 ℃和7.0的条件下,转化率最高达到71.3%,产量为213.93 g/L;当底物浓度增加到700 g/L时,海藻糖产量仍可达到465.98 g/L。     

S-2-氯丙酸脱卤酶的定向进化及其应用

为提高S-2-氯丙酸脱卤酶的活力,通过易错PCR的方法将源于假单胞菌(Pseudomonas sp.CGMCC 3267)的脱卤酶(DehII)进行定向进化,进化酶DehII-B2的比活提高3.9倍。同源模建两者的三维结构,并与底物进行分子对接。结果表明,突变位点为A7I,进化酶DehII-B2的结合能比原始酶降低了1.4kcal/mol,活性中心Asp10与底物α碳原子的距离缩短了0.321 6nm,因而加快了酶反应速率、提高了酶比活。目前,该酶的比活高于实验室已得酶。与原始酶相比,其最适温度和热稳定性略有增加,最适pH和pH稳定性没有明显变化。对该酶的应用做了初步的探索,结果表明在40℃,60mmol/L底物浓度下反应10h,转化率达到49.6%,ees>99.9%,因此该酶有一定的应用价值。     

富集宏基因组DNA中α淀粉酶全长基因的克隆及重组表达

利用反向-巢式PCR（IN-PCR）从富集土壤宏基因组DNA中克隆到一种α-淀粉酶基因的全序列,其基因登录号为GU045523,测序分析显示与来自Bacillus sp. KR-8104耐酸淀粉酶不完整基因同源性为99%。将获得的α-淀粉酶成熟肽基因与表达载体pSE380连接,导入Escherichia coli JM109中,IPTG诱导表达。粗酶液经Ni-NTA、Sephacryl S-200纯化后测定酶学性质：重组酶GXAA的最适作用pH为7.0,最适作用温度为75℃,对可溶性淀粉的Km值为11.6g/L。构建突变子E27G、A450T、E27G-A450T,其酶学性质与原始酶没有显著差别。     

芽孢杆菌α-淀粉酶基因的克隆、表达和酶学性质分析

在仔猪结肠内容物中分离出一株能利用淀粉的芽孢杆菌Bacillussp.WS06,构建了全基因组DNA文库,从中筛选出α_淀粉酶基因amyF,分析测定了其核苷酸序列并进行了表达;其中amyF编码的蛋白有526个氨基酸、分子量为58.6kD;它与已报道的Bacillusmegaterium的α_淀粉酶序列有93%的同源性。经过氨基酸序列比较分析还发现,AmyF含有淀粉酶家族中4个高度保守的酶催化活性区。经多步纯化,重组酶的比活共提高了22.2倍,获得凝胶电泳均一的蛋白样品;经SDS_PAGE检测,AmyF酶分子量为57kD。该酶的最适反应温度为55℃～60℃,酶的最适反应pH为7.0,在温度不超过55℃时,酶活较稳定;AmyF能迅速降解淀粉生成麦芽寡糖,属于内切糖苷酶。     

利用重组大肠杆菌生产α-环糊精葡萄糖基转移酶

将来源于软化类芽孢杆菌（Paenibacillus macerans）的α-环糊精葡萄糖基转移酶（α-CGT）基因插入含pelB信号肽的质粒pET-20b（＋）中,构建了表达载体pET-20b（＋）／cgt,并将其转化表达宿主E.coli BL21（DE3）。对重组菌E．coli BL21／pET-cgt进行摇瓶发酵条件的优化,确定了其胞外表达α-CGT酶的最适条件：葡萄糖8g/L,乳糖0．5g/L,蛋白胨12g/L,酵母膏24g/L,K2HPO472mmol／L,KH2PO417mmol／L,CaCl2 2．5mmol／L;初始pH为7．0,诱导温度为25℃。在该条件下培养90h后最终α-CGT酶的胞外比活达到22．1u／mL,与来源菌Pmacerans所产天然酶比活相比提高了42倍,实现了α-CGT酶的高效生产。将基因工程菌在上述条件下于3L发酵罐中发酵,90h后胞外酶比活达到22．6U／mL,证实了工业化放大的可能性。     

海洋耐高温酸性α-淀粉酶水解玉米淀粉的研究

为开发适用于工业生产的新型酶制剂,以实验室自主构建的基因工程菌所产的新型海洋耐高温酸性α-淀粉酶为液化酶,以玉米淀粉液化后的DE值为指标,研究影响玉米淀粉的液化的因素,确定该酶水解玉米淀粉的最佳工艺条件。新型海洋耐高温酸性α-淀粉酶最佳的工艺条件为温度85℃、时间90 min、粉浆浓度250 g/L、酶用量32 U/g淀粉。     

巨大芽孢杆菌b-淀粉酶基因的克隆、表达和酶学性质分析

从巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的全基因组DNA文库中筛选出一个b-淀粉酶基因amyG, 分析测定了其核苷酸序列并进行了诱导表达; 其中amyG编码的蛋白有545个氨基酸、分子量为60.194 kD, 与已报道的巨大芽孢杆菌DSM319的b-淀粉酶序列有着94.5%的同源性。经氨基酸序列比较分析发现, AmyG从N末端到C末端依次由信号肽域、糖基水解酶催化功能域和淀粉结合域3个功能域组成。其中催化功能域里含有第14家族糖基水解酶常见的几个高度保守的酶催化活性区。经多步纯化, 重组酶的比活共提高了7.4倍, 获得凝胶电泳均一的蛋白样品; 经SDS-PAGE电泳测定, 酶AmyG的分子量为57 kD。该酶的最适反应温度为60oC, 最适反应pH为7.0; 在温度不超过60oC时, 酶活较稳定; AmyG能迅速降解淀粉生成麦芽糖, 属于外切b-糖苷酶。