纤维二糖磷酸化酶和纤维寡糖磷酸化酶的研究与应用

自然界中一些厌氧的纤维素降解菌能够产生纤维二糖磷酸化酶(Cellobiose Phosphorylase,CBP)和纤维寡糖磷酸化酶(Cellodextrin phosphorylase,CDP)磷酸化裂解纤维二糖和纤维寡糖。CBP和CDP属于糖苷水解酶94家族(Glycoside Hydrolase Family 94,GH94),对β-1,4糖苷键高度专一。目前已广泛研究了不同来源的CBP和CDP的功能性质和催化机理,并通过蛋白质晶体结构分析揭示了二者采用不同聚合度纤维寡糖作为底物的结构基础。因CBP和CDP可催化独特的磷酸化裂解反应和逆向合成反应,已有多篇报道显示CBP和CDP在生产实践上的应用,主要在构建直接利用纤维寡糖的工程酵母菌、构建酶法纤维素转淀粉体系和酶法合成特殊糖类等3个方面。由于对CBP和CDP的持续关注,在此对二者的相关研究进行综述,并提出今后的研究重点。     

Thermococcus sp.B1001环糊精酶的重组表达及在麦芽七糖制备中的应用

成功构建pET-24a-tscd质粒,实现Thermococcus sp.Strain B1001来源的环糊精酶(TsCDase)在Es-cherichia coli BL21(DE3)中表达.通过热处理和镍柱分离对重组TsCDase进行纯化.酶学性质研究表明,重组TsCDase的比活为1 208.04 U/mg,最适温度为90℃、最适pH值为5.5.重组酶TsCDase在85℃、90℃、95℃条件下的半衰期分别为180、120、30min.酶转化研究表明,以80 g/L β-环糊精为底物,当酶转化温度为90℃、反应pH值为5.5～6.0,加酶量为25 U/g,反应时间为4 h时,麦芽七糖产率为81.19％和85.95％,七糖占产物麦芽寡糖的比例为95.24％和92.92％.本研究结果为工业化制备麦芽七糖奠定良好基础.     

糖链的化学合成

作为生物大分子之一,糖链的研究还没有像蛋白质和核酸那样深入。现阶段糖链的获得仍然存在很大的挑战,阻碍了糖生物学的发展。鉴于通过分离手段得到所需的糖链很困难,酶法合成糖链亦存在着诸多问题,因此目前化学方法合成糖链是最佳的选择。对近年来糖链的化学合成所取得的最新进展进行简要的介绍,主要包括一釜合成、固相合成和标签辅助的合成三个方面。     

下期论文预告

我国科研机构对玉米赤霉烯酮(ZON)等真菌毒素的研究报道和综述论文不少,但是往往只关注它们的检测、毒理、危害和防治措施,对它们的生物合成和降解过程很少报道。     

壳寡糖缓解甲萘醌诱导巨噬细胞损伤机制初探

目的:研究壳寡糖对甲萘醌诱导的巨噬细胞氧化损伤的保护作用.方法:通过MTT实验检测相应处理的细胞活力,并通过相应试剂盒检测细胞氧化还原体系中某些相关酶的活力及相应产物含量.结果:壳寡糖能够缓解甲萘醌诱导的细胞损伤,并且发现壳寡糖可以缓解甲萘醌导致的胞内超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力的降...     

产褐藻胶裂解酶交替单胞菌的发酵优化及alg2951的外源表达

褐藻胶裂解酶是制备生物活性寡糖的重要功能酶,在食品、农业、工业等行业中具有重要应用价值。本研究以交替单胞菌属新种HB161718为出发菌株,在单因素实验基础上,通过Box-Behnken设计及响应面法优化获得该菌的最佳产酶培养基:海藻酸钠7.23 g/L,蛋白胨7 g/L,NaCl 23.11 g/L,K_2HPO_40.1 g/L,MgSO_40.1 g/L,优化条件下酶活力为(54.28±3.47) U/mL,达到优化前的1.59倍。为进一步提高酶活性,通过分子生物学方法实现了褐藻胶裂解酶alg2951在大肠杆菌中的外源表达,纯化后的酶活性为636 U/mL,达到原始菌株酶活的18.6倍。本研究为褐藻胶裂解酶的工业生产提供了新的来源。     

连续温度变化对β-1,3-葡聚糖酶酶解酵母β-葡聚糖的影响

为了探索反应温度对产物组分的影响,利用自制连续变化的温度梯度实验装置,研究了22 ℃~60 ℃ (±0.1 ℃) 区间内温度对一内切β-1,3-葡聚糖酶酶解酵母β-葡聚糖的影响,获得了酶解过程多点温度特性数据。分析表明：该酶酶解酵母β-葡聚糖的活化能为84.17 kJ/mol;以产物积累表示的最适酶解温度随时间延长呈指数下降;酶解产物组分受温度的影响,低温较高温获得的寡糖链长,高温区大于46 ℃可以获得以昆布二糖、昆布三糖为主的组分,而低温区小于30 ℃可以获得昆布五糖及更大分子量的产物。研究结果可为寡糖     

纳米级壳寡糖/DNA复合物的制备和性能研究

同甲壳素和壳聚糖这种生物大分子相比,壳寡糖具有许多独特的功能性质,如水溶性、保湿性、抗菌性、抗肿瘤和免疫促进性等。以数均分子量为5000的壳寡糖作为研究模型,根据凝胶电泳和紫外光谱分析,提出纳米级壳寡糖与pEGFPC-1质粒能通过静电结合或物理包裹形成复合物从而对DNA进行保护,同时证明形成壳寡糖/DNA复合物后,壳寡糖能够极大地提高DNA的贮存稳定性和结构稳定性;而DNaseI酶解实验也显示纳米级壳寡糖在合适比例下DNA有良好的保护作用,使其不被DNaseI降解,证明了纳米级壳寡糖应用于基因治疗载体的可行性与安全性。     

羊栖菜褐藻糖胶部分酸水解产物中寡糖的结构分析

研究了羊栖菜褐藻糖胶DSF32部分酸水解小分子产物中寡糖的结构。DSF32经0.5 mol/L三氟乙酸(TFA)部分酸水解,水解液用截留分子量为3500 Da的透析袋进行透析,然后用D201柱将透过液分为中性糖部分(05N)和酸性糖部分(05A)。采用液质联用和甲基化分析研究了它们的结构,结果表明,05A可能存在以下寡糖:→4)G lcA(1→2)Hex(1→,→2)Hex(1→4)G lcA(1→2)Hex(1→,→4)G lcA(1→2)Hex(1→3)Fuc(1→。05N的一个组分05N-3的非还原末端是Hex(1→,还原末端是2→)Hex,寡糖中间的糖苷键类型主要是1,6,另外还有少量的1,4和1,2,6连接方式。     

两步法硫酸水解热凝胶生产β-1,3-葡寡糖

对硫酸水解热凝胶制备β-1,3-葡寡糖进行了研究。首先建立了葡寡糖的分析方法,采用半制备HPLC分离热凝胶水解液得到β-1,3-葡寡糖,利用ESI-MS和TLC技术对分离组分进行了成分鉴定。考察了反应温度和反应时间对热凝胶寡糖收率的影响,结果表明,两步法硫酸水解获取低聚合度β-1,3-热凝胶寡糖(DP 2~6)的较优水解条件为:1.0 mol/L硫酸于70℃水解1%热凝胶6h,回收水解残留物后于80℃继续水解3 h;对于较高聚合度寡糖(DP 7~10)两步水解时间分别为4 h和1 h较为合适。