1株枯草芽胞杆菌的鉴定及其弹性蛋白酶结构研究

鉴定弹性蛋白酶产生菌株EL32,确定该酶的基本结构。采用分子生物学、形态学及生理生化性质对菌株EL32进行鉴定;用硫酸铵沉淀、离子交换层析和分子筛层析纯化酶蛋白;借助肽指纹图谱及酶基因克隆技术研究该酶的一级结构;利用同源建模的方法研究该酶的空间结构。菌株EL32的16S rDNA与枯草芽胞杆菌16S rDNA的同源性达到99%,其菌落呈乳白色,其细胞革兰染色阳性,具有芽胞;发酵葡萄糖试验产酸不产气,明胶水解试验呈阳性,能够水解淀粉,V-P反应呈阳性,鉴定为枯草芽胞杆菌。从菌株BL32发酵液中纯化得到了弹性蛋白酶,SDS-PAGE分析显示其分子量为31 ku。用LTQ-MS测定肽指纹图谱表明该弹性蛋白酶是枯草芽胞杆菌蛋白酶subtilisin,该酶的基因和蛋白质序列与枯草芽胞杆菌蛋白酶subtilisin的同源性都高达99%。菌株EL32弹性蛋白酶的三维结构含有6个α-螺旋,7个扭曲的平行β-折叠以及2个反平行的β-折叠,His、Asp和Ser是其活性中心的关键基团。鉴定了1株产弹性蛋白酶的枯草芽胞杆菌,确定了其弹性蛋白酶是蛋白酶subtilisin,为该枯草芽胞杆菌蛋白酶的应用提供了基础。     

类芽胞杆菌碱性果胶裂解酶的纯化与酶学性质表征

从类芽胞杆菌Paenibacillus sp.WZ008的发酵上清液中纯化得到一个高活力碱性果胶裂解酶,经SDS-PAGE电泳估算其亚基相对分子质量为4.5×104。通过对该酶进行酶学性质研究发现：该酶能催化裂解果胶酸、低酯果胶和高酯果胶;酶催化反应最适温度范围为55～60℃,最适pH为9.6,在最适条件下以低酯果胶为底物酶的比酶活达3 021.6 U/mg;Ca2＋能增强该酶的活力,而Mn2＋,Ba2＋和EDTA强烈抑制该酶活力;当没有Ca2＋存在时,高度酯化的果胶是该酶的最适底物,在4 mmol/L Ca2＋存在时,该酶以果胶酸为底物比酶活最高（25 467 U/mg）。该酶N端序列比对分析发现与类芽胞杆菌Paenibacillus amylolyticus strain 27c64果胶裂解酶高度同源。     

一种耐热几丁质酶的产生及其稳定性研究

疏绵状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)SY2在以胶状几丁质为唯一碳源的诱导培养基中产生了胞外几丁质酶。该酶在50℃保温1 h, 酶活稳定; 65℃时半衰期为25 min; 酶液在室温下保存到12周, 残余酶活性为45％左右。该酶有较宽的pH范围, 3.0~9.0之间保持稳定, pH值为2.5时, 仍具有70％的剩余酶活性。Ca2+ 对几丁质酶的活性有显著的激活作用; 高浓度变性剂对酶有抑制作用。结果表明该酶是一种热稳定性高且耐酸碱的新型几丁质酶, 能在酸性和高温环境中发挥作用, 这些特性赋予了T. lanuginosus几丁质酶在几丁质的生物转化及其它生物技术中极大的应用优势。     

48株爱德华氏菌糖酵解持家酶的胞外分泌

【背景】病原菌的糖酵解持家酶能分泌到胞外或定位在细胞膜表面,在病原菌的侵染和细胞粘附方面发挥着重要作用,爱德华氏菌是重要的鱼类致病菌,研究其糖酵解持家酶的胞外分泌有助于该病原的致病机制研究和疫苗开发。【目的】探究爱德华氏菌中糖酵解持家酶的胞外分泌。【方法】通过ELISA方法考察48种不同来源的爱德华氏菌中5种糖酵持家酶的胞外分泌。【结果】48种不同来源的爱德华氏菌中糖酵解持家酶蛋白均能分泌到胞外。【结论】爱德华氏菌中糖酵解持家酶的胞外分泌是普遍现象。     

一种耐热几丁质酶的产生及其稳定性研究

疏绵状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)SY2 在以胶状几丁质为唯一碳源的诱导培养基中产生了胞外几丁质酶.该酶在50℃保温1 h,酶活稳定;65℃时半衰期为25 min;酶液在室温下保存到12周,残余酶活性为45%左右.该酶有较宽的pH范围,3.0～9.0之间保持稳定,pH值为2.5时,仍具有70%的剩余酶活性.Ca2 对几丁质酶的活性有显著的激活作用;高浓度变性剂对酶有抑制作用.结果表明该酶是一种热稳定性高且耐酸碱的新型几丁质酶,能在酸性和高温环境中发挥作用,这些特性赋予了T.lanuginosus几丁质酶在几丁质的生物转化及其它生物技术中极大的应用优势.     

三氯乙烯降解菌FT17的分离、鉴定及其降解特性研究

采用水-硅油双相系统, 从辽河流域浑河沈阳段底泥中筛选得到一株三氯乙烯降解菌FT17。综合形态特征、生理生化特征、16S rRNA Blast分析和系统发育分析结果, 将该菌株鉴定为Sporosarcina ginsengisoli。菌株FT17最适生长温度为34°C, 最适生长pH为7.8。苯酚作为共代谢基质可以促进该菌株对三氯乙烯的降解。该菌株的三氯乙烯降解酶在胞内和胞外均存在。采用两种质粒提取方法对该菌株进行质粒检测, 结果均没有发现质粒条带, 推测该菌株的三氯乙烯降解基因位于染色体上。     

节杆菌82菌株胆固醇氧化酶的产生条件

苇轩菌82菌株不需胆固醇诱导即可产生大量胞外胆固醇氧化酶。本文比较了该菌株在不同碳源、氮源及不同葡萄糖或玉米浆浓度下的产酶情况。发现该菌株在含较丰富1有机氮培养基中生长三天,产酶活力可超过600 u／L。可提取到分泌至胞外的酶活力占总酶活力的60％。除去上清液的细胞,经Trltun X—100处理后可提出的胞内胆固醇氧化酶活力约占总酶活力的10％。考查了在不同培养条件下,细胞中胆固醇氧化酶渗出率的变化。     

不同信号肽对胞外β-(1,3)-葡聚糖酶在巴斯德毕赤酵母中表达的影响

目的:在胞外β-(1,3)-葡聚糖酶成熟肽的N端添加不同类型的信号肽,研究不同信号肽对其在巴斯德毕赤酵母中表达水平的影响。方法:通过融合PCR方法将α成熟交配因子(MFα)、成熟交配因子Pre肽(αPre)和共翻译转运信号肽(Bip信号肽)等3种信号肽的DNA片段连接至胞外β-(1,3)-葡聚糖酶成熟肽基因的5′端,利用PCR扩增包含其自身信号肽的胞外β-(1,3)-葡聚糖酶基因,将上述4种基因片段分别插入pPIC9质粒,再转化巴斯德毕赤酵母GS115宿主菌并诱导表达;测定胞外β-(1,3)-葡聚糖酶的活性,检测其表达水平。结果:目前在毕赤酵母中已广泛使用的MFα信号肽介导的胞外β-(1,3)-葡聚糖酶表达水平最高,其次是αPre,Bip信号肽介导的该酶表达水平是酶自身信号肽介导的表达水平的2倍。结论:共转运信号肽能够提高胞外β-(1,3)-葡聚糖酶的表达水平。     

番茄感染TMV诱导的β-1,3-葡聚糖酶的纯化和性质

番茄系统感染TMV诱导对胞外β—1,3—葡聚糖酶活性升高。番茄叶胞外提取液经冰冻干燥浓缩、-20℃丙酮沉淀、CM-Sephadex C-25离子交换层析和PBE 94聚焦层析纯化,获得PAGE和SDS-PAGE均一的β—1,3—葡聚糖酶。测得该酶的分子量为22kD;以昆布多糖为底物,该酶的最适pH5.4,最适温度30～40℃;K_m和V_(max)值分别为5.64mg/ml和 0.328nmol/s。在感染TMV的番茄叶中,β—1,3—葡聚糖酶活力大部分位于胞外,它是番茄叶胞外提取液中主要的病原相关蛋白。     

微囊藻毒素降解菌的筛选、鉴定及其胞内粗酶液对藻毒素MCLR的降解

【目的】从巢湖底泥中分离筛选高效的藻毒素降解菌,并初步研究其胞内粗酶液降解藻毒素-LR(MC-LR)的特性,为水体中藻毒素污染的微生物治理提供有效的菌源与理论依据。【方法】利用富集驯化培养技术,以MC-LR为唯一碳源,分离筛选MC-LR降解菌,通过形态观察、生理生化实验及16S rRNA序列分析鉴定菌株,并考察其胞内粗酶液在不同条件下对MC-LR的降解特性。【结果】分离得到1株能高效降解MC-LR的菌株M6。分子鉴定结果表明,该菌株为蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus)。其降解MC-LR的活性物质为胞内酶,而且至少有3种酶参与了MC-LR的降解,它们是菌体本身的组织酶而非诱导酶。当反应体系pH值为8.0,胞内粗酶液浓度为404.9 mg/L,MC-LR的初始浓度为10 mg/L时降解率最高,16 h可达98.7%。【结论】分离出的MC-LR降解菌为蜡状芽胞杆菌,该菌株对MC-LR有较高的降解能力,并且酶促反应受到反应体系的pH值、胞内粗酶液浓度以及藻毒素初始浓度等因素的影响。     

群体感应淬灭酶克隆表达及其对铜绿假单胞菌的影响

【背景】由于抗生素的大量使用,导致细菌耐药性越来越强,寻找新的抗细菌感染药物成为研究热点。【目的】克隆表达群体感应淬灭酶,探究其对铜绿假单胞菌毒力及致病性的影响。【方法】利用PCR技术从产群体感应淬灭酶的芽孢杆菌QSI-1基因组DNA中克隆出aiiA基因,将其克隆到表达载体pET30a并导入大肠杆菌E.coliBL21(DE3)中进行诱导表达,通过镍柱亲和层析获得纯化的N-酰基高丝氨酸内酯酶。用不同浓度的淬灭酶作用于铜绿假单胞菌,检测其对铜绿假单胞菌毒力因子产生以及生物膜形成能力的影响;以秀丽隐杆线虫为模型,考察其对线虫感染铜绿假单胞菌存活率的影响。【结果】克隆表达出群体感应淬灭酶,该酶能显著抑制铜绿假单胞菌毒力因子产生和生物膜的形成,并能降低铜绿假单胞菌对感染线虫的致死率。【结论】群体感应淬灭酶可作为一种能高效抑制细菌致病性的物质,为临床治疗细菌性感染提供新的策略。     

瘦露螽配子发生中一氧化氮合酶的分布

利用还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADPH)黄递酶组织化学方法,对瘦露螽Phaneroptera gracilis Burmeister配子发生中一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)分布进行了定位研究。结果表明, 一氧化氮合酶阳性反应发生在瘦露螽精子发生中的各级生精细胞的胞质中,成熟精子呈阴性。各级未成熟卵母细胞胞质均呈一氧化氮合酶阳性反应,胞质着色为深蓝黑色,核区不明显。随着卵黄颗粒的逐渐形成,胞质中的一氧化氮合酶阳性产物逐渐减少,直到卵黄颗粒完全形成。卵泡细胞在卵黄颗粒形成之前呈一氧化氮合酶阴性反应,在卵黄颗粒完成后,卵泡细胞的胞质中开始呈一氧化氮合酶阳性反应,直至卵壳的形成。提示一氧化氮参与了瘦露螽配子发生。     

精氨酸脱亚胺酶在大肠杆菌中的分泌型表达

将变形假单胞菌的精氨酸脱亚胺酶(ADI)编码基因arc A克隆至具有阿拉伯糖启动子的分泌型表达载体pBAD/gⅢB中,经鉴定得到重组质粒pBAD-ADI。将重组质粒转化大肠杆菌TOP10F'后进行诱导表达,分别考察了不同诱导物L-arabinose浓度、诱导温度、诱导时间对重组蛋白表达的影响,最适诱导条件为L-arabinose浓度0.002%(w/v),25℃下诱导5 h,全细胞的酶活为68 mU/mL(指单位发酵液体积,下同)。采用Osmotic Shock法使ADI从胞周质释放出来,经检测分泌到胞周质的重组蛋白活性为53 mU/mL,细胞内的酶活为34 mU/mL。SDS-PAGE分析显示,重组蛋白大小约为46 kD。     

一株海洋低温葡萄糖氧化酶菌株的筛选、鉴定及部分酶学性质

【目的】从海洋样品中分离筛选出产葡萄糖氧化酶菌株。【方法】采用双层平板筛选法进行初筛、复筛确定一株酶活较好的菌株,命名为GOD2(Glucose oxidase)。通过形态学、生理生化特征及16S rRNA基因序列分析研究其分类地位,并对其产生的葡萄糖氧化酶进行分离纯化和部分酶学性质的研究。【结果】细菌GOD2为产葡萄糖氧化酶菌株且遗传稳定,初步鉴定该菌株为假单胞杆菌(Pseudomonas migulae),其所产酶最适反应温度为20°C,热稳定性较差,40°C剩余相对酶活80%;超过40°C酶活力迅速下降。【结论】GOD2是一株极具研究价值的产低温葡萄糖氧化酶菌株。目前没有关于利用该菌生产葡萄糖氧化酶的报道。     

Secretory expression of arginine deiminase in E.coli

将变形假单胞菌的精氨酸脱亚胺酶(ADI)编码基因arcA克隆至具有阿拉伯糖启动子的分泌型表达载体pBAD/gⅢ B中,经鉴定得到重组质粒pBAD-ADI.将重组质粒转化大肠杆菌TOP10F’后进行诱导表达,分别考察了不同诱导物L-arabinose浓度、诱导温度、诱导时间对重组蛋白表达的影响,最适诱导条件为L-arabinose浓度0.002％ (w/v),25℃下诱导5h,全细胞的酶活为68 mU/mL(指单位发酵液体积,下同).采用Osmotic Shock法使ADI从胞周质释放出来,经检测分泌到胞周质的重组蛋白活性为53 mU/mL,细胞内的酶活为34 mU/mL.SDS-PAGE分析显示,重组蛋白大小约为46 kD.     

红麻野败型CMS胞质SNP分子标签的发掘

利用同源克隆的方法,克隆了红麻野败型CMS胞质SRAP标记位点Me14上游的侧翼序列,并采用RT-PCR方法研究该位点的表达。结果表明:(1)红麻不育系P3A和保持系P3B的mtDNA在Me14结合位点处存在1个G/A SNP位点;HpaⅡ内切酶可特异性酶切以保持系P3B扩增获得的E1纯化片段,而不育系P3A的E1纯化片段不能被酶切。(2)对红麻的9对不育系/保持系、5个恢复系和F1杂交种在该SNP位点的分析发现,以保持系和恢复系总DNA为模板扩增获得的E1纯化片段均可为HpaⅡ内切酶特异性酶切,而不育系和F1杂交种的E1纯化片段不能被酶切。(3)RT-PCR结果表明,E1片段对应基因在不育系P3A和保持系P3B中的时空表达模式无差异,在GenBank中也没有与E1相匹配的蛋白序列。研究表明,该研究发掘的红麻CMS胞质SNP标记位点处,不育系的mtDNA存在点突变,该标签并非具有嵌合阅读框的不育基因。     

静态强磁场对枯草芽胞杆菌的影响研究

目的:研究静态强磁场下微生物的生物学效应.方法:以超导磁体产生的静态强磁场为基础,枯草芽孢杆菌为模式生物,通过测定生长曲线、芽胞生成率、蛋白酶表达量、蛋白酶活力等研究静态强磁场条件下微生物性状的变化.结果:强磁场可以影响枯草芽胞杆菌的芽胞形成速率,抑制营养体的死亡;测定菌体生长过程中蛋白酶的含量以及碱性蛋白酶和中性蛋白酶的酶活力,发现磁场处理前后蛋白酶的含量没有发生显著性变化,处理组碱性蛋白酶的酶活力明显高于对照组,而中性蛋白酶酶活力则低于对照组.结论:强磁场可以延长枯草芽孢杆菌的世代周期,降低菌体死亡率,对细菌酶活性的影响因酶的种类不同而异.     

一种新型酿酒酵母附加型分泌表达载体的构建

用化学法合成克鲁维酵母的菊粉酶基因的信号肽序列(INU),将其嵌入酵母附加型表达质粒pYES2,得到一套新型的分泌表达载体pYES2I,pYES2Ⅱ,pYES2Ⅲ。然后用PCR方法分别扩增大肠杆菌的天冬酰胺酶基因(ASN)和短芽孢杆菌α乙酰乳酸脱羧酶(ALDC)基因,连接到INU下游,得到重组质粒pASN和pALDC。分别将这两个重组质粒转化酿酒酵母菌株INVScⅠ中表达,胞内和胞外的酶活分析表明ASN和ALDC基因都能在酿酒酵母中分泌表达,表明菊粉酶信号肽序列能很好地将酿酒酵母中的重组蛋白分泌到胞外。稳定性分析表明,重组酵母菌株在没有选择压力的条件下连续接种培养100h,未发现重组质粒的不稳定性。     

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。     

枯草杆菌内切葡聚糖酶基因的克隆及表达

以质粒Ｐｕｃ１８为载体,从枯草杆菌（Ｂａｃｉｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）ＤＢ１０４基因组中克隆到一个内切葡聚糖酶基因。限制酶切分析表明重组质粒中的插入片段为３.５ｋｂ,其中各含有一个ＥｃｏＲＩ,ＨｉｎｄⅢ和ＰｖｕⅡ位点。该插入片段含有一完整的内切葡聚糖酶基因,其自身启动子能被大肠杆菌转录系统所识别。当加入ｌａｃＺα基因启动子的诱导物ＩＰＴＧ后,内切葡聚糖酶表达量提高２.８倍。加入０.５％葡萄糖能抑制该基因的表达。该基因在大肠杆菌ＤＨ５αＦ′中表达的内切葡聚糖酶分布为：胞外６７.３％,胞间周质３.９％,胞内２８.８％。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交证实了该插入片段来自供体菌Ｂ．ＳｕｂｔｉｌｉｓＤＢ１０４。