谷氨酸棒杆菌L-天冬氨酸α-脱羧酶在大肠杆菌中的表达及酶转化生产β-丙氨酸

【目的】克隆谷氨酸棒杆菌来源L-天冬氨酸α-脱羧酶基因, 实现其在大肠杆菌中的异源表达, 并进行酶转化L-天冬氨酸合成β-丙氨酸的研究。【方法】PCR扩增谷氨酸棒杆菌L-天冬氨酸α-脱羧酶基因pand, 构建表达载体pET24a(+)-Pand, 转化宿主菌大肠杆菌BL21(DE3), 对重组菌进行诱导表达, 表达产物经DEAE离子交换层析和G-75 分子筛层析纯化后进行酶学性质研究, 然后进行酶转化实验, 说明底物和产物对酶转化的影响。【结果】重组菌SDS-PAGE分析表明Pand表达量可达菌体总蛋白的50%以上, AccQ·Tag法检测酶活达到94.16 U/mL。该重组酶最适反应温度为55 °C, 在低于37 °C时保持较好的稳定性, 最适pH为6.0, 在pH 4.0?7.0范围内有较好的稳定性。酶转化实验说明: 底物L-天冬氨酸和产物β-丙氨酸对转化反应均有抑制作用; 实验建立了较优的酶转化反应方式, 在加酶量为每克天冬氨酸3 000 U时, 以分批加入固体底物L-天冬氨酸的形式, 使100 g/L底物转化率达到97.8%。【结论】重组L-天冬氨酸α-脱羧酶在大肠杆菌中获得高效表达, 研究了酶转化生产β-丙氨酸的影响因素, 为其工业应用奠定了基础。     

ELP[Ⅰ]50标签在重组硫氧还蛋白分离纯化中的应用及PEG对其相变温度的影响

[目的]使用自行设计的类弹性蛋白(Elastin-like protein,ELP) ELP[Ⅰ]50作为非色谱纯化标签,分离纯化重组硫氧还蛋白(Thioredoxin,Trx),并研究聚乙二醇(Polyethyleneglycol,PEG)对ELP[Ⅰ]50-Trx相变温度(Inverse temperature transition,Tt)的影响.[方法]人工合成Trx基因,将其亚克隆到自行构建的表达载体pET28编码ELP[Ⅰ]50标签下游,转入大肠杆菌BLR(DE3)进行表达.融合蛋白表达后,采用可逆相变循环(Inverse transition cycling,ITC)分离纯化,并检测不同浓度PEG时的Tt值.[结果]成功表达、分离纯化出融合蛋白ELP[Ⅰ]50-Trx,检测出该蛋白浓度为25 μmol/L时,Tt为28.6℃;而当PEG的浓度为5％、10％、15％、20％时,Tt分别降至22.3℃、15.9℃、6℃、0℃.[结论]ELP[Ⅰ]50标签高效纯化重组蛋白具有操作简便、成本较低、易于扩大的优势,而PEG能降低蛋白的Tt值,进一步增强分离纯化效果,扩大使用范围,可望应用于分离纯化多种重组蛋白.     

高浓度氯苯优势降解菌的筛选及其降解酶的纯化

[目的]分离纯化出一株高浓度氯苯优势降解菌株,对其所产氯苯降解酶进行分离与纯化,为该菌株及其氯苯降解酶的研究提供理论参考.[方法]利用梯度富集培养技术和无菌滤纸片平板法分离菌株,通过形态特征及16S rRNA基因序列分析初步鉴定菌株,用气相色谱法测定培养液中氯苯浓度,以单位细胞氯苯降解率评价菌株对氯苯的降解能力,以氯苯降解率表示氯苯降解酶的活性.取纯化菌株的发酵酶液制备粗酶液,经硫酸铵梯度盐析、透析脱盐、DE-52离子交换层析、G-100凝胶层析和透析浓缩后,进行SDS-PAGE凝胶电泳检验酶的纯度并测定酶的分子量.[结果]从氯苯长期驯化的成熟期活性污泥中筛选到一株以氯苯为唯一碳源和能源的氯苯优势降解细菌LW13,该菌株在以2000 mg/L氯苯为唯一碳源的无机盐培养基中仍能正常生长,其单位细胞氯苯降解率可达1.37 ×10-10.扫描电镜观察到该菌株细胞大小约为2.3 ×0.8μm,长有数根端生鞭毛.16S rRNA基因序列相似性比较表明该菌株与Lysinibacillus fusiformis(溶藻菌)的相似性达95.5％.所纯化的氯苯降解酶为胞外酶,带正电荷,其分子大小约为57 kDa.整个纯化过程中酶纯化倍数化达8.0倍,酶活回收率达52.51％,酶量回收率达6.57％.纯化后的氯苯降解酶在30℃-55℃和pH在6.0-8.0之间都保持较高的酶活性,其最适反应温度和pH分别在40℃和pH8.0左右.[结论]所分离的氯苯优势降解菌属于Lysinibacillus属菌株,该菌株能有效降解高浓度(500-2000 mg/L)氯苯废水,通过逐级分离纯化,可获得氯苯降解酶纯酶,纯化指标符合分离纯化基本规律,纯化效果较为理想.     

应用纤维素结合域标签构建谷氨酸棒状杆菌表达系统

为优化谷氨酸棒状杆菌表达系统的纯化工艺,合成里氏木霉的CBD基因,将其与谷氨酸棒状杆菌分泌表达载体pXMJ19-sp连接,构建以CBD为纯化标签的重组载体pXMJ 19-sp-CBD.在该载体中插入GFP基因并转化至谷氨酸棒状杆菌,可获得分泌表达融合蛋白GFP-CBD的重组菌.该菌经IPTG诱导后的发酵液在紫外灯下显示强烈的绿色荧光,重组蛋白的分泌表达量达200 mg/L.利用CBD标签对纤维素柱的可逆性吸附,可直接对谷氨酸棒状杆菌分泌到培养基中的重组蛋白进行纯化,从而简化工艺和降低成本,为工业化大生产奠定基础.     

人CD96第一个IgV结构域的表达、结晶及晶体学分析

CD96(Tactile)是一个主要表达在活化的T细胞、NK细胞上的免疫受体分子。它属于免疫球蛋白超家族,胞外区有3个免疫球蛋白结构域(V1,V2/C和C)。最近的研究表明,CD96的第一个IgV结构域(CD96V1)在细胞粘附和NK细胞介导的杀伤过程中起着重要的作用。文中构建了人类CD96第一个IgV样结构域(hCD96V1)的表达载体,并将它在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中以包涵体形式表达。通过包涵体体外复性,得到了CD96可溶性蛋白。分析超速离心结果证明CD96可溶蛋白在体外以二聚体形式存在。采用座滴气相扩散法获得了衍射质量较好的CD96蛋白晶体,衍射分辨率为1.9,晶体属于空间群P21,晶胞参数为a=35.1,B=69.5,C=49.6,α=γ=90°,β=105.4°。CD96晶体及衍射数据的获得为后续的结构和功能研究奠定了基础。     

一种新的DyP-type过氧化物酶在大肠杆菌中的重组表达、纯化及鉴定

染料脱色过氧化物酶(DyP-type过氧化物酶)是含有亚铁血红素,能降解各种有毒染料的一类蛋白.为了研究运动发酵单胞菌Zymomonas mobilis ZM4 (ATCC 31821)中一种新的DyP-type过氧化物酶的特点和功能,以Z.mobilis基因组DNA为模板,通过PCR扩增目的基因,克隆到大肠杆菌表达载体pET-21b(+)中.通过ZmDyP与其他DyP-type过氧化物酶的比对,发现它们存在着共同保守氨基酸D149、R239、T254、F256和GXXDG结构基序,说明ZmDyP是Dyp-type过氧化物酶家族的一个新成员.经IPTG诱导大肠杆菌中pET21 b(+)-ZmDyP表达,并将表达的酶进行金属螯合层析纯化.SDS-PAGE分析表明,纯酶分子量为36 kDa,而活性染色显示分子量为108 kDa,表明该酶在活性状态下可能是一个三聚体.光谱扫描显示ZmDyP有一个典型的亚铁血红素吸收峰,说明它是含有亚铁血红素的蛋白.对ZmDyP性质进行了研究,发现以2,2-二氨-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)ABTS为底物,ZmDyP表现出更高的转化效率.这些研究结果丰富了DyP-type 过氧化物酶家族信息,并且为ZmDyP的结构功能和反应机制研究奠定了基础.     

黄粉虫抗菌肽在大肠杆菌中表达条件优化及活性分析

为了提高黄粉虫抗菌肽基因tmAMP1m在大肠杆菌中的表达量,研究了培养温度、诱导时间及IPTG浓度等不同条件对HIS-TmAMP1m融合蛋白表达量和活性的影响。通过Tricine-SDS-PAGE分析确定最佳表达条件,同时,通过琼脂孔穴扩散法检测其抑菌活性。结果表明,含有重组质粒的大肠杆菌在37℃,使用终浓度为0.1 mmol/L IPTG培养4 h时,融合蛋白表达量较高,可占细菌总蛋白40%以上,抗菌活性最好。用Ni2+亲和层析纯化获得较纯的融合蛋白,Western blotting分析表明其能与His单克隆抗体起特异性反应。诱导表达的融合蛋白对宿主菌生长产生一定程度抑制。融合蛋白经100℃煮沸10 h,在20℃反复冻融10次,与强酸强碱缓冲液、不同的有机溶剂和蛋白酶混合后都具有极强的稳定性,仍然表现出良好的抗菌活性。此外,最小抑菌浓度(MIC)测定结果表明,融合蛋白对5种菌具有良好的抗菌活性。研究结果为昆虫抗菌肽推广应用和进一步研究奠定了基础。     

GST-Smad4融合蛋白的表达与纯化

旨在原核表达Smad4基因,纯化获得GST-Smad4融合蛋白。以人表皮HaCaT细胞的cDNA为模板,利用PCR扩增含有BamH I和SalI酶切位点的Smad4基因;然后将其克隆到pGEX-4T-1原核表达载体中,将正确的重组载体转入大肠杆菌BL21(DE3);用IPTG诱导表达,再利用MagneGST particles亲和纯化GST-Smad4融合蛋白;最后通过Western blot鉴定此融合蛋白。结果显示,成功构建pGEX-4T-1-Smad4原核表达载体;30℃条件下,0.2 mmol/L的IPTG能诱导出大量的可溶性GST-Smad4蛋白;经MagneGST particles纯化的GST-Smad4蛋白可被Smad4的抗体特异识别。纯化的GST-Smad4蛋白可用于后续的生物学研究。     

大连新港原油降解微生物的分离纯化及降解效率评价

目的 在大连新港原油污染海域分离纯化出可降解原油的“土著”微生物,评价其原油降解能力,并研究提高降解效率的方法.方法 取海水样品进行富集培养,分离纯化出“土著”原油降解微生物,以16S rDNA测序法鉴定微生物种类,并采用MEGA 5.0进行多序列比对分析,选用最大相似法构建系统发育树.在实验室纯培养的条件下以气相色谱法对微生物的原油降解能力进行分析,选出优势菌种,再将优势菌种混配分析最佳原油降解条件.结果 分离纯化得到的“土著”原油降解微生物分属枯草芽孢杆菌属、动性球菌属、嗜冷菌属等多个菌属,“土著”原油降解微生物资源丰富,优势菌种的混配有助于加快和提高原油降解效率,是有效且对生态环境友好的生物处理法.     

大孔树脂分离纯化“黑金刚”紫马铃薯花青苷工艺研究

以紫色马铃薯"黑金刚"花青苷为原料,采用D101、HDP100A、HDP450A、NK-9、AB-8五种大孔吸附树脂对花青苷的吸附与解析特性进行了比较研究,并在此基础上,采用最佳大孔树脂对花青苷纯化过程中的静态、动态吸附和解析附条件进行了优化研究。结果表明AB-8大孔树脂具有较好的吸附和解析能力,是纯化紫色马铃薯花青苷的最佳树脂,较优纯化条件为:上样液花青苷浓度为0.028mg.g-1,上样液pH=2,洗脱液乙醇浓度为50%,洗脱液pH=1,吸附流速为1mL.min-1,洗脱流速为1mL.min-1。经大孔树脂纯化后,色价值比纯化前提高了7.55倍。