根霉α-半乳糖苷酶的三相分离及其酶学性质

根霉Rhizopus sp. A01发酵豆渣产α-半乳糖苷酶,粗酶液依次经过三相分离、Sephadex G-100凝胶过滤获得了电泳纯的α-半乳糖苷酶,纯化了6.7倍,总酶活回收率达到46%;凝胶过滤和SDS-PAGE显示该酶为相对分子质量为87.6kDa的单体蛋白。该酶水解对硝基苯-α-D-吡喃半乳糖苷的最适pH值为5.0,最适温度为55℃,表观Km、kcat/Km分别为2.56mmol/L、47,400L/mol·s;能微弱水解蜜二糖和棉子糖,水解蜜二糖的速率是水解棉子糖速率的3.4倍;水解活性受多种     

一种来源于青霉的新的α-半乳糖苷酶的分离纯化及其酶学性质

从丝状真菌中筛选到一株产α-半乳糖苷酶的菌株F63,对该菌株进行了形态观察和18SrDNA序列分析,该菌株属于青霉属。采用硫酸铵沉淀、阴离子交换层析和分子筛层析等方法分离纯化了该菌株的一种α-半乳糖苷酶。经过聚丙烯酰胺凝胶电泳,此酶蛋白的分子量约为82kDa。该α-半乳糖苷酶反应的最适pH为5.0,最适温度为45℃。此α-半乳糖苷酶的热稳定性在40℃以下,pH稳定性为pH5.0-6.0。与已报道的α-半乳糖苷酶的活性都受到Ag 的强烈抑制不同的是,该α-半乳糖苷酶受Ag 的抑制作用不显著。以pNPG为底物的Km值为1.4mmol/L和Vmax=1.556mmol/L.min-1.mg-1。该酶可以有效降解蜜二糖、棉子糖和水苏糖,但不能降解末端含α-半乳糖苷键的多糖。通过利用质谱技术对纯化的α-半乳糖苷酶进行鉴定以及内肽的N端测序证明该蛋白为一种新的α-半乳糖苷酶。     

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)半乳糖可诱导表达系统特性的研究

把大肠杆菌β一半乳糖苷酶基因克隆到带有酵母半乳糖可诱导启动子GALl的穿梭表达质粒pYES2中,并把得到的重组质粒分别转化到两种不同遗传性状的宿主菌中,其中一株菌为蛋白酶活性缺失90％以上的pep4-3突变菌株。通过比较两株重组菌产生的β一半乳糖苷酶活性水平发现在所述实验条件下,蛋白酶缺失突变菌株中产生的β一半乳糖苷酶活水平不仅均要高于另一对照菌株,并且pep4-3突变菌株表现出受葡萄糖阻遏的严紧程度高及对诱导反应迅速等特点。此外,带有重组质粒的pep4-3突变菌株在葡萄糖阻遏培养基中最大生长量和重组对照菌株基本相同,但β一半乳糖苷酶在pep4-3突变菌株中的表达对细胞生长的影响明显小于对照菌株。     

用基于“Neo/E”的技术构建重组质粒

根据重组工程原理,建立了一种用于构建重组质粒的 “neo/E”（抗生素/单酶切位点）选择与反选择新方法。首先采用 PCR方法扩增出线性打靶分子：然后进行两步体内同源重组,（1）neo/E基因敲入,重组子呈现neo抗性表型;（2）目的基因替换neo/E基因。用限制酶E消化时,发生第二步重组的DNA分子不能被消化,能够转化大肠杆菌受体菌DH5α。应用该方法构建了重组质粒pGL3-Basic PC1900T。PCR及测序鉴定证明：外源片段重组率为20%,所建立的重组工程选择与反选择新技术为质粒构建提供了新的解决方案。     

在GPD1中整合表达蜜二糖酶基因改善酒精发酵水平*

依据同源重组的原理将来源于粟酒裂殖酵母的α-半乳糖苷酶基因m el整合到工业酿酒酵母染色体的甘油合成途径关键酶基因GPD1中,通过G418抗性筛选得到重组子。实验数据表明,重组子S.cerevisiaeMG1利用蜜二糖的能力显著提高,产甘油能力下降。引入外源基因后酵母性状与亲代相比没有显著差异,但生长时具自絮凝能力。MG1分别以玉米粉、小麦淀粉为原料进行浓醪酒精发酵,与亲代工业酿酒酵母比较,发酵液乙醇浓度得到提高,甘油含量降低,蜜二糖消耗殆尽。     

蜂毒溶血肽前体蛋白cDNA的克隆及其融合蛋白的表达

从蜜蜂毒腺中提取总RNA ,通过RT PCR扩增得到了蜂毒溶血肽前体蛋白的cDNA ,将扩增产物克隆到 pT7Blu T载体上 ,再进一步将插入片段酶切并连接到 pUC1 1 8载体上 ,构建了重组质粒pUMP。DNA序列分析结果表明 ,克隆得到的cDNA序列与所发表序列完全相同 ,且与 β 半乳糖苷酶部分序列构成正确的读码框。含重组质粒 pUMP的大肠杆菌DH5α表达了与β 半乳糖苷酶部分序列融合的蜂毒溶血肽前体蛋白     

融合基因gfp-lacZ在克隆载体pGEM3Z-f(+)中高效表达

目的:将gfp基因克隆到pGEM3Z-f( )载体。方法:将PCR扩增得到的gfp基因插入到pGEM3Z-f( )质粒的SmaⅠ位点,构建重组质粒转化大肠杆菌DH5α。结果:含重组质粒的大肠杆菌在自然光下呈现黄绿色,而在涂X-gal的培养基上它不仅发出黄绿色荧光,而且还出现蓝色。结论:gfp基因的插入没有引起载体上lacZ基因的失活,而且形成的gfp-lacZ融合基因在大肠杆菌得到了表达。表达产物不仅具有GFP活性,而且保持了β-半乳糖苷酶的生物学活性。     

菠菜乙醇酸氧化酶基因的克隆及表达

采用RT-PCR技术从菠菜总RNA中分离扩增了乙醇酸氧化酶（GO）基因的cDNA序列,首先克隆到质粒pMD18T,进行了测序。然后将乙醇酸氧化酶的cDNA分别亚克隆至质粒pThioHisC、 pTIGTrx、pBV220和pET-2b(+),分别转化大肠杆菌DH5α和BL21（DE3）,并对重组乙醇酸氧化酶在大肠杆菌中的表达进行了研究。SDSPAGE和酶活分析表明,菠菜乙醇酸氧化酶在E.coli BL21 (DE3) （pTIGTrxGO）和E.coli BL21(DE3) （pET-22b(+)GO）里得到了高水平的表达,其中E.coli BL21(DE3) （pET-22b(+)GO）的乙醇酸氧化酶活性较高。     

嗜热子囊菌JCM12803的α-半乳糖苷酶基因tcgal27A在毕赤酵母中的表达

从嗜热子囊菌(Thermoascus crustaceus)JCM12803克隆α-半乳糖苷酶基因,并对其酶学性质进行系统的研究,旨为获得工业应用性质优良的α-半乳糖苷酶。通过RT-PCR方法从T.crustaceus JCM12803中克隆α-半乳糖苷酶基因序列,并对其酶学性质进行了系统的分析。结果显示,tcgal27A属于糖苷水解酶27家族,基因全长1 918 bp,含有4个内含子,c DNA全长1 419 bp,编码472个氨基酸,预测tcgal27A N端含有24个氨基酸为其可能的信号肽。将TCGal27A在毕赤酵母中成功地进行了表达,所获得的重组TCGal27A具有高比活(336.5 U/mg)及宽泛的底物特异性,对蜜二糖(14.4 U/mg)、棉子糖(9.1 U/mg)、角豆胶(3.6 U/mg)、魔芋粉(1.6 U/mg)、瓜尔豆胶(1.3 U/mg)、水苏糖(0.7 U/mg)都有着不同程度的降解作用。以pNPG为底物时的Km值为1.6mol/m L,Vmax为536.8μmo L/(min·mg)。TCGal27A的最适作用pH为4.5,最适温度为65℃,50℃处理1 h之后酶活力还能保持86.0%。这些结果表明耐高温TCGal27A性质优良,可添加到饲料中,在消化和提高豆粕蛋白能量利用率方面有良好的潜在应用价值。     

短芽孢杆菌a-乙酰乳酸脱羧酶基因在大肠杆菌中的克隆和表达

用PCR方法扩增短芽孢杆菌α—乙酰乳酸脱羧酶基因,引入原核表达载体pBV220中,得到重组质粒pALDl。pALDl中的ALDC基因在大肠杆菌中高效表达,每毫升发酵液产酶80单位以下,比原始菌株提高200余倍。SDS-PAGE蛋白质分析表明,大肠杆菌DH5α(pALDl)表达的ALDC占细胞总蛋白量的40％以上。研究了重组质粒稳定性,大肠杆菌DH5α(PALDl)和HB101(pALDl)分别在无选择压力下30℃连续培养50代以上,41℃诱导不同时间,DH5α(pALDl)在热诱导5h后,未发现质粒不稳定性,HB101(pALDl)在热诱导3h后,质粒基本稳定,但热诱导5h后,丢失质粒的细胞约占70％。     

节杆菌BT801基因文库构建及其乙内酰脲酶基因分离与表达

L-乙内酰脲酶产生菌节杆菌 BT801的染色体DNA经Sau3A I 部分酶切后分离30kb左右的片段,与经HpaI和PstI酶切的黏粒载体Pkc505进行连接,将连接产物用包装蛋白包装,转染大肠杆菌DH5α得到10 000多个转化子,构建成节杆菌BT801的基因组文库。通过薄层层析等方法筛选得到了1个阳性克隆,通过亚克隆得到了乙内酰脲酶的完整基因,该基因能分别利用自身的启动子和T5启动子在大肠杆菌中进行表达产生有活性的蛋白。     

新型基因重组α-半乳糖苷酶工程菌菌种稳定性研究

观察脆弱类杆菌来源的新型重组α-半乳糖苷酶工程菌菌株的遗传稳定性.在有选择压力(Kan+)条件下,将重组α-半乳糖苷酶工程菌菌株在LB固体培养基上采用划线法连续传60代,每隔20代取样保存菌种,最后同时进行菌体形态、生长速度和抗生素抗性、平板传代及诱导过程中的质粒稳定性、限制酶切图谱、测序、表达量和酶活力检测.结果表明细菌形态、生长速度和抗生素抗性等与原始种子库无明显差异;LB固体培养基上传60代后质粒稳定性接近100％,但诱导过程中质粒易丢失.第20、40和60代提取质粒进行酶切检查,酶切图谱没有改变.DNA测序未见α-半乳糖苷酶基因变异.原代菌株及第20、40和60代菌株经诱导培养,其α-半乳糖苷酶表达水平、酶活力及菌体蛋白的SDS-PAGE图谱均无明显差异.说明α-半乳糖苷酶工程菌株在平板传代中具有良好的遗传稳定性     

人胰岛素基因的合成Ⅷ.表达型质粒的构建和在大肠杆菌内生产含胰岛素原的融合蛋白

我们已构建两组质粒,适合于在大肠杆菌内克隆基因和直接大量咸融合蛋白。这些质粒含有E.coli的lac启动基因和部分编码β-半乳糖苷酶的序列,编厔的蛋白长度约590或450个氨基酸殖基(原基因编码1023个氨基酸殖基)。被缩短的β-半乳糖苷酶基因的末端跟随一个多种限制性酶的接头序列;这个序列可被八种限制性酶中的任一种切断,然后插入任何蛋白基因。每组质粒有三种,可以满足所有三种不同的翻译读框。我们克隆了人工合成的入胰岛素原基因到这些质粒上去,在大肠杜菌内可以生产大量β-半乳糖苷酶残基—人胰岛素原融合蛋白。     

β-半乳糖苷酶在枯草芽孢杆菌中的分泌表达

为检测本课题组构建的枯草芽孢杆菌分泌表达载体pGPST中启动子和信号肽的活性,将β-半乳糖苷酶基因插入表达载体的多克隆位点,构建含有β-半乳糖苷酶基因的重组质粒pGPST-lacZ,重组质粒转化枯草芽孢杆菌,分别测定液体培养基中上清液和菌体沉淀中β-半乳糖苷酶的活性。培养上清液中的酶活在22h达到峰值,约为26mU/mL,之后开始下降;菌体沉淀中的酶活在14h最高,达6mU/mL,而阴性对照pGPST没有检测到酶活性。结果表明分泌型表达载体中的启动子和信号肽具有较好的活性,能实现异源基因在枯草芽孢杆菌中的分泌表达。本试验为该表达载体的进一步研究和应用提供重要的数据资料,也为外源基因在枯草芽孢杆菌中的表达提供参考资料。该载体将在研究外源基因在枯草芽孢杆菌中表达发挥重要作用。     

嗜热栖热菌HB 8耐热α-葡萄糖苷酶的提纯和性质

嗜热栖热菌HB 8(Thermus thermophilus<.I> H8 8 )的耐热α-葡萄糖苷酶(α-glucosidaseEC．.2.1.20)经硫酸铵分步沉淀、DEAE-纤维素柱层析和垂直板制备凝胶电泳提纯,经盘状凝胶电泳鉴定为单一区带,比活提高17倍。酶作用最适温度80℃,最适pH5．8,分子量67000,等电点Pl为4.5。该酶能够水解对硝基酚α--D-葡萄糖苷(PNPG)、蔗糖和麦芽糖,但不水解纤维二糖、蜜二糖、可溶性淀粉。酶作用于PNPG的米氏常数(Km)为0.4mmol／L,最大反应速度Vmax为0.29umol·nmin-1·mg-1。金属离子Mg2+、Mn2+、Ca2+和Ba2+对酶有激活怍用,Hg2+和Cu2+有强烈抑制作用。酶表现出极好的热稳定性,在90℃保温10小时后,仍保留90％的原始酶活力,在95℃的失活半寿期(t1/2)为108分钟．经蛋白质侧链化学修饰研究表明,羧基和组氨酸残基为其表现话力所必需。     

扣囊复膜孢酵母β-葡萄糖苷酶基因在毕赤酵母中的克隆与表达

利用PCR技术,从扣囊复膜孢酵母的总DNA中扩增得到β-葡萄糖苷酶（β-Glucosidase）基因 (BGL1),长度为2596 bp,连接到pGEMT载体上,用限制性内切酶切下目的基因,插入到巴斯德毕赤酵母表达载体pPIC9K中,使之位于α-因子信号肽下游,且与之同框, 构建成重组质粒pSHL9K。 通过电转化将重组质粒pSHL9K插入到Pichia pastoris GS115菌株染色体中,获得高效表达BGL1基因的毕赤酵母重组工程菌株。重组酶的最适温度为50℃,最适pH为5.4。培养基中β-葡萄糖苷酶活性最高可达47U/mL。     

里氏木霉内切-β-甘露聚糖酶基因在毕赤酵母中的表达

采用PCR方法从里氏木霉(Trichoderma reesei)基因组中获得含有两个内含子的内切-β-甘露聚糖酶全长基因,末端重叠延伸PCR去除内含子后,将其插入到巴斯德毕赤酵母(Picher pastoris)表达载体pPIC9K中,位于α-因子信号肽序列的下游,并与之同框,获得重组质粒pM242。重组质粒线性化后用电击法转化毕赤酵母菌株GS115。经大量筛选,获得高效分泌表达内切甘露聚糖酶的毕赤酵母工程菌株Gpmf25。摇瓶发酵结果表明,培养基中甘露聚糖酶的活力可达12.5IU/mL。重组酶最适pH和最适反应温度分别为5.0和80℃,在pH5.0～6.0时酶活稳定,在pH5.4时70℃保温30min酶活维持50％以上。     

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。     

欧文氏菌2-酮基醛糖还原酶基因敲除的研究

根据已知基因序列,利用PCR技术,从克隆质粒和欧文氏菌(Erwinia sp.)SCB125染色体中重新扩增得到含有2酮基醛糖还原酶A和B(2KRA和B)基因的片段,分别用于基因表达和敲除。用于表达的片段定向连接到表达载体pBL并转化大肠杆菌DH5α后,获得高酶活表达。在证实发生了突变的基因表达产物仍具有酶活的基础上,对其进行基因敲除的研究。在体外将链霉素抗性基因插入到tkrA内部使其突变失活并作为阳性筛选标记,再将此突变基因构建到分配不稳定型质粒pBR322上,导入宿主菌后与染色体上正常基因进行同源重组交换,筛选质粒丢失的阳性菌落进行进一步鉴定。这项工作将为阻断旁路代谢,实现从葡萄糖一步发酵产生维生素C前体2酮基古龙酸(2KLG)打下基础。     

一株高效抗砷喜温硫杆菌工程菌的构建

利用DNA体外重组技术,将大肠杆菌质粒载体pUM3上的抗砷基因簇片段亚克隆到含有强启动子（tac启动子）并具有广泛寄主范围特性的IncQ族质粒pMMB24上,删除调节基因片段,构建了含有强启动子、可在tra基因诱动下转移的组成型表达的抗砷质粒pSDRA4。通过接合转移的方式将其导入专性自养极端嗜酸性喜温硫杆菌Acidithiobacillus caldus中,构建了冶金工程菌Acidithiobacillus caldus (pSDRA4),接合转移频率为（1.444±0.797）×10-4。表明在大肠杆菌和喜温硫杆菌之间成功地建立了一个遗传转移系统。经检测,重组质粒在喜温硫杆菌中具有较好的稳定性,在无选择压力条件下传代50次基本保持稳定（重组质粒保留76% 以上）。经抗砷性能检测,与野生菌相比,构建的喜温硫杆菌工程菌抗砷能力明显提高,从10mmol/L提高到45mmol/L。