Aspergillus fumigatus来源植酸酶的Q23L和Q23LG272E突变研究

Aspergillus fumigatus来源的植酸酶具有热稳定性好、pH作用范围广的优点, 但其比活性很低。设计的植酸酶Q23L突变能在pH4.5～7.0范围内大幅提高比活性,但pH稳定性却显著下降, 为了进一步改良Q23L的pH稳定性, 在Q23L分子上加入了G272E突变。将原酶、突变酶Q23L和突变酶Q23LG272E分别在毕赤酵母GS115中表达,表达酶经纯化后进行酶学性质比较分析,结果表明：突变酶Q23L的比活性比原酶显著提高, 在pH5.5比活性由51u/mg提高到109u/mg, 但其pH稳定性, 尤其是在pH3.0～4.0酸性条件下的稳定性却显著降低,低于80%。突变酶Q23LG272E在pH3.0～4.5和pH6.5～7.0时的稳定性比Q23L有所提高, 恢复到原酶的水平,而比活性基本维持在Q23L的水平。通过一级序列和三维结构比较,分析了可能影响Q23LG272E酶学性质的因素,为进一步研究植酸酶的结构与功能提供了材料。     

芽胞杆菌β-甘露聚糖酶基因部分序列的克隆及相似性分析

通过平板筛选,从28株芽孢杆菌中筛选出16株产β-甘露聚糖酶的菌株。利用一对兼并引物,通过PCR分别从不同来源芽孢杆菌基因组DNA上扩增出β-甘露聚糖酶编码基因的一段保守序列。将基因片段测序并同已发表的β-甘露聚糖酶基因进行相似性分析,并构建进化树。结果表明:克隆到的β-甘露聚糖酶部分基因序列与报道的相比,其最高同源性在62%～98%之间。环形芽孢杆菌β-甘露聚糖酶编码基因间相似性较低,枯草芽孢杆菌及其它芽孢杆菌的β-甘露聚糖酶编码基因间相似性较高。     

中性植酸酶的研究与前景

植酸酶在饲料工业中已经得到了广泛的重视和应用,但在我国占据重要地位的水产养殖业中应用传统的酸性植酸酶则具有较多的局限性,文章着重介绍中性的伊折叠桶植酸酶的研究现状,其在自然界磷循环中的重要作用及其在水产养殖和环境治理中的潜在作用和研发趋势。     

饲料用非淀粉多糖水解酶转基因植物的研究进展

植物来源的非淀粉多糖(non-starch polysaccharides,NSPs)是单胃动物饲料中的抗营养因子,其中最主要的是β-葡聚糖和木聚糖,这两种多聚糖可被相应的β-葡聚糖酶和木聚糖酶降解而消除其抗营养特性。转基因植物可以表达具有活性的β-葡聚糖酶和木聚糖酶,并正常生长发育。含有非淀粉多糖酶的转基因植物可直接作为饲料原料或饲料添加剂替代目前广泛在饲料中添加的发酵酶制剂。综述了两种非淀粉多糖酶转基因植物的研究进展,并对存在的问题和进一步的发展趋势进行了讨论。     

蜂房哈夫尼菌植酸酶基因appA的克隆、表达及酶学性质研究

从蜂房哈夫尼菌（Hafnia alvei）中克隆获得一个植酸酶编码基因appA, 该基因全长1335bp,编码444个氨基酸,其中前33个氨基酸为信号肽,成熟蛋白的理论分子量为45.2kD。将基因appA 克隆到大肠杆菌E. coli表达载体pET-22b(+),并在大肠杆菌中表达, 表达产物具有植酸酶活性。对表达的酶蛋白进行纯化,并初步研究了该酶的酶学性质,结果表明：酶的作用最适pH值为4.5;在pH 2.0～10.0范围内, 酶活性保留80％以上;酶的作用最适温度为60℃;酶的比活性为356.7U/mg,酶动力学分析表明其K,/i>_m为0.49mmol/L,V_max为238U/mg;该酶对胰蛋白酶和胃蛋白酶有一定的抗性。该研究为哈夫尼菌属来源植酸酶的首次报道。     

增加植酸酶基因appA-m的拷贝提高其在巴斯德毕赤酵母的表达量

为了进一步提高植酸酶的发酵效价,降低植酸酶生产成本,对毕赤酵母表达载体pGAPZα-A进行了改造。将表达载体pPIC9的AOX1启动子序列引入pGAPZα-A,使之成为甲醇可诱导型表达载体pAOXZα, 插入植酸酶基因appA-m后得到重组载体pAOXZα-appA-m 。以染色体上带有一个拷贝的appA-m基因、发酵效价可达到7.5×10⁶IU/mL发酵液的重组酵母菌株74#为受体菌进行转化,在该重组菌株的染色体上的另一位点整合含有植酸酶基因的表达盒,经筛选到高表达植酸酶的重组子。通过PCR进行验证,植酸酶基因被整合到重组酵母的染色体上,且受体菌中原有的植酸酶基因结构未改变。重组菌在5L发酵罐经甲醇诱导120h植酸酶蛋白表达量达到4mg/mL发酵液, 酶活性(发酵效价)达到1.2×10⁷IU/mL发酵液以上, 较含单拷贝植酸酶基因的受体菌株表达量有较大程度提高。PCR检测及表达量分析证明改良的菌株具有很好的遗传稳定性和表达稳定性。     

芽孢杆菌β-折叠桶植酸酶的原核可溶性表达优化及包涵体复性研究

目的:来源于芽孢杆菌的β-折叠桶植酸酶基因PhyH,截去N端120个碱基编码的40个氨基酸后,成功构建了原核表达体系,通过两种方法分别得到有活性的目的蛋白PhyHT,并通过进一步纯化提高目的蛋白的纯度.方法:通过分子伴侣共表达系统提高目的蛋白的可溶性表达,并通过包涵体复性研究,从包涵体中制备出有活性的目的蛋白.结果:(1)目的蛋白PhyHT主要以包涵体形式存在于沉淀中;(2)通过优化表达条件,降低温度和诱导剂浓度均不能明显改善包涵体问题,通过构建分子伴侣共表达系统(即pG-KJE8、pGro7、pKJE7和pTfl6 4种分子伴侣质粒分别与重组表达质粒pET28b-PhyHT共表达),筛选能提高目的蛋白可溶性表达的分子伴侣质粒;(3)包涵体经过复性和进一步的纯化,得到了高纯度的有生物活性的目的蛋白.     

饲料用酶制剂的研究进展与趋势

饲料用酶目前已成为世界工业酶产业中增长速度最快、势头最强劲的一部分。畜牧业开发应用饲料用酶制剂有着重大意义:可缓解饲料资源短缺、人畜争粮的局面,有利于保障粮食安全;提供更为安全、优质的动物产品,有利于保障食品安全;减轻环境污染,保障养殖业的可持续发展。饲料用酶的应用效果已在世界范围内得到公认,但酶的使用量还较低,其主要原因在于饲料用酶的性质难以满足饲料工业的要求,以及饲料用酶表达量低,生产成本较高。因此,目前的研发趋势主要体现在:1)饲料用酶基因资源的高通量筛选技术,尤其是特殊环境微生物和未培养微生物中的基因资源;2)酶蛋白的分子改良技术,利用蛋白质工程技术定向改良,创造具有优良特性的酶蛋白质分子,进一步提高饲料用酶的应用性能;3)饲料用酶高效表达和生产技术;4)饲料用酶的应用效果快速评估技术和配套应用技术体系。     

植物病毒表达载体研究进展

利用ＤＮＡ或ＲＮＡ植物病毒作载体表达外源蛋白是几年发展较快的一种新的遗传转化方式,它具有以下几个优点,表达量大,表达速度快,地进行基因操作和接种以及适用对象广泛。已发展的四种载体构建策略包括：基因取代,基因插入,融合抗原和基因互补。植物病毒表达载体可以用于基因的重组、病毒的移动和基因功能的检测等基础性研究,也可用于商业上表达多种药用蛋白或疫苗,植物病毒表达载体的稳定性主要取决于存在同源序列而引起的     

双功能域β-折叠桶碱性植酸酶蛋白序列分析与酶学特性

【目的】表达、纯化来源于Bacillus sp.HJB17的双功能域β-折叠桶碱性植酸酶(phy HT),并对该酶进行蛋白序列以及酶学特征分析,为该酶的广泛应用奠定基础。【方法】应用生物信息学技术,对phy HT蛋白序列进行了生物信息学分析。表达、变复性、分离纯化得到具有酶活性的可溶性phy HT蛋白溶液,通过硫酸亚铁-钼蓝法对phy HT的酶学特性进行了研究。【结果】序列分析结果显示,phy HT由633个氨基酸组成,含有2个植酸酶结构域,属于典型的BPP植酸酶,相对分子量(MW)为69321.68 Da,理论等电点为5.37,为亲水性蛋白。二级结构中,phy HT中α-螺旋(helix)、β-片层(sheet)占主要的比例,高级结构以β片层形成的桶状结构为主。酶学性质研究表明,该酶的最适反应温度为35°C,在45°C以下比较稳定。最适的p H为8.0,在p H为6.0–12.0条件之间比较稳定。低浓度的Ca~(2+)以及Mg~(2+)对酶活性有促进作用,Fe~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Ni~(2+)等金属离子对酶活性有抑制作用。【结论】本研究成功对phy HT进行了蛋白序列分析以及酶学性质研究,phy HT属于碱性植酸酶,酶活性高、稳定性好,在理论研究和工业生产方面均有很大应用价值。