寄生曲霉脂肪酶的全基因合成、原核表达及其结构分析

根据寄生曲霉脂肪酶基因序列(GenBank登录号:AF404488)及大肠杆菌密码子的偏爱性,应用重叠延伸PCR技术,人工合成了寄生曲霉脂肪酶基因lipAP.将基因克隆到pFL-B13cl载体上获得重组质粒pFL-B13cl/Lip AP,并在大肠杆菌BL21(DE3)中进行优化表达.融合蛋白Sumo-LipAP在0.1 mmol/L IPTG、37℃条件下诱导6 h表达量最高.SDS-PAGE分析显示融合蛋白His-Sumo-LipAP以包涵体形式表达,大小约为53 kD.复性后透析处理,大部分融合蛋白转化为正确构象且具有催化活性,经一步疏水层析其纯度可达98％.生物信息学工具预测和分析发现,LipAP空间结构保守,具有催化三联体(Ser173-Asp226-His288)、活性部位盖子(S111YSIRNWVTDAT122)及保守五肽(GHSLG)3个功能域.     

基于易错PCR技术的黏质沙雷氏菌脂肪酶基因LipA的定向进化

利用易错PCR技术对黏质沙雷氏菌脂肪酶基因LipA进行定向进化,经过筛选最终获得一个比活力比野生酶提高了425 U/mg的突变体ep1,测序分析ep1有5个氨基酸发生了突变,与野生酶相比ep1的最适pH值由原来的8.5降低为7.5,Tm值提高3℃,Km值由原来的40 mg/mL降低为12.5 mg/mL.对其三维结构进行分析,推测酶学性质的改变可能与处在活性中心右前方双螺旋发卡结构上的158A、和处在下部β卷曲折叠拐角处的S375G的突变有关.     

天山冻土产低温脂肪酶菌株的筛选及其多样性分析

【目的】通过天山冻土细菌的分离和产低温脂肪酶菌株的筛选,了解天山冻土微生物的物种多样性和产脂肪酶菌株的系统发育多样性,为高效低温脂肪酶生物技术奠定基础。【方法】采用稀浓度的R2A、TSB平板涂布分离天山冻土中可培养细菌,通过选择性培养基筛选产低温脂肪酶的菌株。采用细菌常规生理生化实验、最适生长温度、耐盐性、产酶性能对分离菌株的生理学进行研究,通过16S rRNA基因序列分析确定产脂肪酶菌种的系统进化地位,通过BOX-PCR指纹技术对16S rRNA基因高度同源性的菌株进一步区分。【结果】分离筛选到78株可培养低温菌,选择培养基显示有17株可产低温脂肪酶,其中8株在两种选择培养基中均可产脂肪酶和酯酶。17株产酶菌分别隶属于5个系统发育类群、6个属,其中假单胞菌属(Pseudomonas)占大多数(58.9%)。【结论】天山冻土中产低温脂肪酶的细菌具有较丰富的系统发育多样性,依据生长温度,均属于耐冷菌。     

米根霉脂肪酶基因pro-ROL和m-ROL在毕赤酵母中的密码子优化、表达和酶学性质的比较分析

米根霉Rhizopus oryzae脂肪酶不仅在众多工业领域中具有良好的应用价值,其典型的分子内伴侣结构(Intramolecular chaperon)也是研究蛋白质翻译后加工和成熟的理想材料.以尼oryzae HU3005为材料,克隆了其脂肪酶前体基因(pro-ROL)和成熟脂肪酶基因(m-ROL),并实现了其在巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris GS 115中的分泌表达.酶学性质比较分析表明:m-ROL对中等链长底物(Cl0和C12)具有更高的水解活性,而pro-ROL更倾向于短链底物(C4),且在pH 8.0时活性最高.再者,pro-ROL具有比m-ROL更好的温度稳定性.推测m-ROL和pro-ROL脂肪酶酶学性质的差异可能是由前序列对脂肪酶的折叠和修饰的影响而导致.为提高m-ROL的表达水平,采用重叠延伸PCR技术将基因中8个低频密码子替换为高频密码子.在摇瓶条件下,发酵72 h后,经密码子优化后的m-ROL酶活和蛋白质含量分别达到132.7 U/mL和50.4 U/mL,而初始m-ROL和pro-ROL酶活和蛋白质含量分别仅为28.7 U/mL和14.4 mg/L、29.6 U/mL和14.1 mg/L.     

人参皂苷Rb3对胰脂肪酶的抑制作用

采用硅胶柱层析、JTY树脂分离制备人参皂苷Rb3,薄层板(TLC)跟踪,高效液相色谱法(HPLC)检测。目的是研究西洋参叶中不同浓度的人参皂苷Rb3对胰脂肪酶的抑制作用影响,从而表明人参皂苷Rb3在抗肥胖中的作用。用制得的人参皂苷Rb3,在卵磷脂所乳化的甘油三酯的检测系统中进行体外胰脂肪酶抑制实验。结果表明:制得的人参皂苷Rb3经过三种不同展开剂,薄层板展开,均为一个点,进一步经HPLC检测其纯度为93.2%。胰脂肪酶抑制试验结果表明人参皂苷Rb3在浓度为0～1 mg/mL时,其抑制率达到85.11±0.409%,而且远远高于西洋参叶提取物。本文通过胰脂肪酶抑制试验表明Rb3具有抗肥胖作用,其抑制机制有待进一步研究。     

南极假丝酵母脂肪酶A的表面展示及酶学性质研究

采用a凝集素作为载体蛋白,首次将南极假丝酵母脂肪酶A展示在酿酒酵母细胞表面,通过MD平板筛选获得表面展示型的CALA酵母工程菌株。免疫荧光检测显示CALA被成功展示在酵母细胞壁表面,重组子经诱导后能在三丁酸甘油酯板上形成透明圈,说明展示的CALA具有活性。重组酵母在液体培养基培养72 h,活性达到最高,为80.4 U/g干细胞。酿酒酵母展示的CALA最适温度及pH值为70°C和pH 8.0。经50°C保温2 h,仍含有60%水解酶活力。展示的CALA在pH 7.0和pH 8.0溶液中比较稳定。经DMSO处理2 h,展示的CALA仍保持70%的活性。以上结果表明酵母展示的CALA可作为一种有潜质商业用途的全细胞催化剂。     

聚乙二醇二缩水甘油醚交联氨基载体LX-1000EA固定化脂肪酶 *

聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)作为双功能环氧试剂,在实验中被用于交联氨基载体LX-1000EA共价固定化海洋脂肪酶,经过处理后的载体共价固定化脂肪酶具有良好的效果。实验经过单因素初筛和正交试验,得到最佳的交联及固定化条件为0.75%交联剂浓度、交联温度35℃、交联时间3h、载体量1.25g、pH9.0、固定化温度55℃、固定化时间1h。对LX-1000EA-PEGDGE固定化酶与游离酶、戊二醛(GA)交联LX-1000HA-GA的固定化酶进行酶学性质的比较,发现LX-1000EA- PEGDGE固定化酶较游离酶最适反应温度未改变,与LX-1000HA-GA相同的是最适反应pH都由7.0提高为8.0。在最适条件中所测LX-1000EA-PEGDGE酶活达到78.84U/g,固定化改变了游离酶的酸碱耐受性,热稳定性和操作稳定性较游离酶和LX-1000HA-GA固定化酶均有提高。LX-1000EA-PEGDGE的热稳定表现优异,在60℃孵育3h后保留90%酶活;使用5次后仍能残余50%酶活;保存30天酶活仍保留60%。首次使用新型双环氧交联剂PEGDGE交联有机氨基载体共价结合固定化脂肪酶,为更有效的固定化方法提供了技术支持,同时也发现交联剂对固定化酶的性质存在较大影响。     

微生物脂肪酶稳定性研究进展

脂肪酶广泛应用于食品、药物、生物燃料、诊断、生物修复、化学品、化妆品、清洁剂、饲料、皮革和生物传感器等工业领域,微生物脂肪酶是商品化脂肪酶的重要来源。高温、酸性、碱性和有机溶剂等恶劣的工业生产环境使得脂肪酶的进一步工业应用受到限制,获取稳定性好的脂肪酶成为打破这一限制的关键环节。本文重点对提高微生物脂肪酶稳定性的策略进行了综述:挖掘极端微生物脂肪酶资源;利用定向进化、理性设计和半理性设计等蛋白质工程策略改造脂肪酶;利用物理吸附、封装、共价结合和交联等酶的固定化技术提高脂肪酶的稳定性;利用物理/化学修饰、表面展示以及多种改良策略相结合提高脂肪酶的稳定性。结合作者前期对酶工程的研究发现,新型酶催化剂的获得应该基于明确的设计思路,结合多种改造方法,基于定向进化-理性设计、定向进化-半理性设计、蛋白质工程-酶的固定化、蛋白质工程-物理/化学修饰、酶的固定化-物理/化学修饰等组合改造,比单一的改造方法具有更高的效率。     

微水相超声波协同固定化脂肪酶催化酯交换过程优化

超声波协同固定化脂肪酶催化制备生物柴油的最佳工艺条件为：超声波功率70W、叔丁醇为反应介质、叔丁醇用量3％（v／v）、醇油比3：1且甲醇分三批加入、反应温度40℃、水含量为2％（v／v）。副产物甘油对固定化脂肪酶使用寿命影响最大,使用后的固定化脂肪酶用丙酮洗去表面的甘油,进行酯交换反应,酶的稳定性大为提高,可连续使用16批次。     

含L-苹果酸单元功能聚酯的酶催化合成及表征

以脂肪酶Novozyme-435为催化剂,L-苹果酸、己二酸和1,8-辛二醇为单体,在不同有机溶剂中直接缩合聚合得到主链带羟基的线型功能性聚酯,对聚合物的结构和热性能进行了表征.不同有机溶剂不影响酶的选择性;引入L-苹果酸单元后,聚合物的结晶性能降低,热稳定性下降.