Medium optimization of α-glucosidase inhibitors production by response surface analysis

[目的]采用响应面法对戈壁三素链霉菌PW409发酵合成α-糖苷酶抑制剂的培养基进行优化.[方法]采用Plackett-Burman法筛选影响α-糖苷酶抑制剂产生的关键因素,用最陡爬坡试验逼近关键因素的最大响应区域,采用Box-Behnken设计以及响应面分析法,得到各因素的最佳浓度,通过液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)对发酵液中α-糖苷酶抑制剂进行定量分析.[结果]发酵培养基中可溶性淀粉、KNO3和K2HPO4的浓度对α-糖苷酶抑制剂的产量影响较大.优化后的培养基组成为:可溶性淀粉9.01 g/L,KNO311.0 g/L,K2HPO4 0.32 g/L,MgSO4·7H2O 0.50 g/L,FeSO4·7H2O 0.01 g/L,pH 7.5.[结论]在此优化条件下,链霉菌PW409发酵液对麦芽糖苷酶的半数抑制浓度IC50为22 mg/L,抑制活性较优化前提高了近10倍.发酵液中的1-脱氧野尻霉素含量可达7.84 mg/L,较优化前提高了668倍,米格列醇的含量可达0.94 mg/L,较优化前提高了10倍.     

红纹黄单胞菌a-氨基酸酯水解酶的克隆、序列分析及热稳定性提高

【目的】克隆红纹黄单胞菌α-氨基酸酯水解酶基因全序列,对序列进行生物信息学分析,并提高酶的热稳定性。【方法】利用多聚酶链式反应(PCR)克隆α-氨基酸酯水解酶基因全序列;应用生物信息学软件对获得的基因序列及编码的蛋白序列进行分析;通过同源建模,预测红纹黄单胞菌α-氨基酸酯水解酶的三维结构;通过定点突变替换氨基酸序列中高度柔性的位点,提高该酶的热稳定性。【结果】从红纹黄单胞菌(Xanthomonas rubrillineans)中扩增得到α-氨基酸酯水解酶基因aeh(GenBank登录号JF744990),核苷酸序列长度1 917 bp,编码638个氨基酸。序列比对和同源性分析显示,该酶与白纹黄单胞菌Xanthomonas albilineans str.GPE PC73的肽酶及地毯草黄单胞菌Xanthomonas axono-podis pv. citri str. 306的戊二酰-7-氨基头孢烷酸酰化酶氨基酸序列相似性最高,分别为91%和83%,系统进化分析表明,该酶与白纹黄单胞菌Xanthomonas albilineans str. GPEPC73的肽酶亲缘性最高。基于预测的三维模型,对高度柔性的位点进行饱和突变,从282株突变体中筛选得到3株T50较野生型高5°C以上的突变体。【结论】对红纹黄单胞菌AEH的氨基酸序列分析有助于探索同源蛋白的进化过程。对高度柔性位点进行饱和突变的策略可以用于提高热稳定性。     

氨基甲酸乙酯水解酶的家族生物信息学分析

氨基甲酸乙酯(Ethyl carbamate,EC)是酒精饮料生产过程中自然产生的副产物,具有潜在的致癌性和遗传毒性,成为影响人们健康的隐患.利用氨基甲酸乙酯水解酶(Urethane hydrolase,UH)消除酒精饮料中已存在的EC具有直接、高效的作用.为了进一步探索EC水解酶的功能与作用,本实验利用生物信息学的方...     

烟草磷酸吡哆醛水解酶的分离纯化与表征

采用硫酸铵沉淀、DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换、Sephadex G-100凝胶过滤和SP Sephadex C-25阳离子交换柱层析等步骤,对烟草磷酸吡哆醛水解酶进行了分离纯化。结果表明:该酶被纯化了119.6倍,得率为28.49%,经凝胶过滤和SDS-PAGE测得该酶的全分子量为49.6kDa,亚基分子量约为25kDa;该酶最适温度为50℃,最适反应pH为5.5;Mg2+、Ca2+、Mn2+等对该酶有激活作用,金属离子螯合剂EDTA对酶有抑制作用,加入Mg2+后抑制作用得到解除;在最适反应条件下,测得反应底物磷酸吡哆醛(PLP)和磷酸吡哆胺(PMP)的Km值分别为0.23mmol/L和0.56mmol/L。     

植物乳杆菌JPP2胆盐水解酶相关基因克隆和表达

通过PCR方法从植物乳杆菌JPP2中扩增出胆盐水解酶（BSH）相关基因bsh3,利用中间克隆载体pMD19-T将其构建于表达载体pET-28b上,并转化入表达宿主菌E．coli BL21（DE3）,成功构建重组BSH的工程菌。核苷酸及推导的氨基酸序列分析表明,正确克隆出目的基因。诱导表达后,SDS-PAGE电泳结果显示出特异性蛋白质条带,其分子量约为38kDa。此单克隆体系的构建为进一步研究BSH的功能奠定基础。     

通过分析来自Pyrococcus abyssi的腈水解酶中带电基团位置变化探讨蛋白耐热机制

蛋白含带电侧链基团的氨基酸的位置对蛋白质的热稳定性有很大的影响,目前,往往采用蛋白质结构模型"静态"分析这一影响。本文以1株耐热的腈水解酶作为研究对象,构建并异源表达了该酶,对其酶学性质进行初步分析。利用Discovery Studio对该酶进行同源建模,得到空间结构。将此空间结构利用Gromacs软件在不同温度下进行分子动力学(MD)模拟,使用Macrodox软件计算蛋白质所有带电氨基酸残基的包埋率与溶剂可接触性面积(SA),发现在不同温度下,部分氨基酸带电基团的SA值会发生显著变化。说明通过静态分析并不一定能够得到非常准确的结果,而应进行动态分析。     

金属螯合载体固定重组腈水解酶

以琼脂粉为基质制备金属螯合载体,并用于固定重组腈水解酶。研究发现:制备金属螯合载体最合适的金属离子为Zn2+。当Zn2+离子浓度0.3 mol/L、给酶量15.6 mg/g、固定化pH 8.0、固定化温度40℃时,制得的固定化酶活性最高。固定化酶最适反应温度为50℃、最适反应pH为7.0。当扁桃腈浓度为10 mmol/L、反应1 h时,固定化酶最大产率为0.041 mmol/(g·h);在反应12 h时,产物e.e.值可达到99%以上。固定化酶重复使用8次以后,酶活力仍保持在45%。     

大肠埃希菌连续分离株氨基糖苷类修饰酶基因研究

目的了解临床分离的大肠埃希菌耐药性及氨基糖苷类修饰酶（AMEs）基因的存在状况。方法测定临床分离的60株大肠埃希菌对19种抗菌药物的敏感性,采用PCR技术检测氨基糖苷类修饰酶基因。结果60株大肠埃希菌呈现多重耐药,氨基糖苷类修饰酶基因aac（3）-Ⅱ、aac（6′）-Ⅰb、aac（6′）-Ⅱ、ant（3′′）-Ⅰ、ant（2′′）-Ⅰ的阳性率分别为36.7%、18.3%、0%、10%、1.6%。携带1种或1种以上基因的菌株有33株（55%）。结论临床分离的大肠埃希菌多重耐药严重,氨基糖苷类修饰酶基因携带率较高。     

纤维二糖水解酶Ⅰ吸附结构域的新功能

从拟康氏木霉S-38中分离纯化得到的外切酶Ⅰ(CBHI),经过木爪蛋白质酶的有限酶解后通过一系列的柱层析分离获得其吸附结构域(CBM).利用CBM与纤维素在40℃下作用24h后,利用红外光谱测定纤维素结构的变化,发现纤维素的氢键作用减弱,利用分子动力学模拟进一步确认实验的结果,并从纳米尺度上阐明了在CBM分子吸附作用于纤维素表面的过程中纤维素链间的氢键作用明显降低.本研究表明CBM分子不仅具有使CBHI分子定位于纤维素表面的作用,还会在吸附过程中导致纤维表面结构的破坏.本研究为CBHI分子催化结构域与吸附结构域分子间的协同模型提供了一重要证据.     

枯草杆菌脂肪水解酶LipA和LipB

源自枯草杆菌的分泌型脂肪水解酶LipA及LipB已经被克隆、表达并表征. 它们的分子结构特点、催化机理也已经被深入研究. 枯草杆菌脂肪水解酶因为具有较好的食品工业及化学工业等方面的应用潜力,已经吸引了越来越多的关注. 通过定向进化及高通量筛选的方法对酶分子进行改造,提高其热稳定性及立体选择性是近年的研究热点. 结合国外及本研究组的工作,本文对LipA和LipB的生化性质、结构特点以及采用基因工程突变的方法进行分子改造等方面的研究进展做一简要综述. 另外,对其中一些研究论文做了简要的评价,并提出对未来工作的展望.