黄曲霉毒素氧化酶/壳聚糖-单壁碳纳米管/聚邻苯二胺修饰电极对杂色曲霉素的检测

将黄曲霉毒素氧化酶(AFO)固定在壳聚糖(CS)-单壁碳纳米管(SWCNTs)杂交膜中,组装在聚邻苯二胺(POPD)修饰的金电极(Au)表面,制备了对杂色曲霉素(ST)敏感的生物传感器(AFO/CS-SWCNTs/POPD/Au)。运用原子力显微镜(AFM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和交流阻抗技术(EIS)对电极组装过程进行了表征。循环伏安法研究表明,AFO在修饰电极上发生了准可逆的氧化还原反应,是表面控制过程,其式量电位为-0.436V(vs.Ag/AgCl),说明包埋在CS-SWCNTs中的AFO和电极之间发生了直接电子传递。AFO修饰电极对ST具有明显的电催化作用,其表观米氏常数appKM为7.13μmol/L,催化电流与ST浓度在10～310ng/mL范围内呈线性关系,相关系数为0.997,检出限为3ng/mL(S/N=3),响应时间小于10s。组装的生物传感器具有较好的稳定性与重现性,连续检测20ng/mL的ST标准溶液11次,电流值RSD为3.9%;放置一个月后,其电流响应值仍为初始值的85.6%。该方法具有较高的选择性和灵敏度,应用于实际样品检测时,其回收率在87.6%～105.5%之间...     

耐高温耐酸稳定假密环菌(Armillariella tabescens) MAN47β-甘露聚糖酶体外分子定向进化

从已经建立的易错PCR初级突变文库中筛选得到的16个兼具耐酸、高温稳定、高酶活力的克隆出发,将其作为DNA shuffling的亲本基因,利用DNA shuffling技术,结合易化筛选和96微孔板通量筛选的方法获得耐酸、高温稳定的克隆。并且,对筛选出来的耐酸高温稳定的突变子进行测序分析和同源建模,比较分析β-甘露聚糖酶突变基因序列的生物学信息。经过两轮DNAshuffling,最终筛选得到一个耐酸高温稳定突变体1108,其在90℃时酶活力还能维持在70%;在pH 3.0时酶活力维持在70%;在高温80℃和pH 4.0的条件下,酶活力是野生型的10倍;常规条件下(pH 6.0,40℃),酶活力是野生型酶的5倍。序列比对发现耐酸、高温稳定突变体1108有三个碱基发生了改变(T289A、A535T、T1085C),导致相应的氨基酸发生了改变(Ser97Thr、Val362Ala、Ile179Leu)。根据同源建模结果和氨基酸性质研究发现,突变位点位于催化中心附近,推测第97位的突变与酶的耐酸性和活性有关,第179位和第362位的突变与酶的高温稳定性有关。实验结果为进一步了解β-甘露聚糖酶MAN47的结构与功能之间的关系提供有用参考。     

葡萄糖氧化酶的有机相共价固定化

将葡萄糖氧化酶(GOD)在最适pH条件下冻干后,以戊二醛活化的壳聚糖为载体,分别在传统水相和1,4-二氧六环、乙醚、乙醇三种不同的有机相中进行共价固定化。通过比较水相固定化酶和有机相固定化酶的酶比活力、酶学性质及酶动力学参数,考察酶在有机相中的刚性特质对酶在共价固定化过程中保持酶活力的影响。结果表明,戊二醛浓度为0.1%、加酶量为80 mg/1 g载体、含水1.6%的1,4-二氧六环有机相固定化GOD与水相共价固定化GOD相比,酶比活力提高2.9倍,有效酶活回收率提高3倍;在连续使用7次后,1,4-二氧六环有机相固定化GOD的酶活力仍为相应水相固定化酶的3倍。在酶动力学参数方面,不论是表观米氏常数,最大反应速度还是转换数,1,4-二氧六环有机相固定化的GOD(Kmapp=5.63 mmol/L,Vmax=1.70μmol/(min.mgGOD),Kcat=0.304 s-1)都优于水相共价固定化GOD(Kmapp=7.33 mmol/L,Vmax=1.02μmol/(min.mg GOD),Kcat=0.221 s-1)。因此,相比于传统水相,GOD在合适的有机相中进行共价固定化可以获得具有更高酶活力和更优催化性质的固定化酶。该发现可能为酶蛋白在共价固定化时因构象改变而丢失生物活性的问题提供解决途径。     

莱克多巴胺核酸适配体电化学生物传感器的研制

莱克多巴胺(RAC)被大量非法用于畜牧生产,易在动物组织残留,对人体造成危害。因此,研发灵敏、快捷的检测RAC的新方法是有效控制RAC滥用的关键环节之一。通过等温滴定量热法筛选到了一条对莱克多巴胺有高亲和力(Kd=1.66×10-6mol/L)的核酸适配体,利用该适配体作为识别分子成功的构建了莱克多巴胺适配体电化学生物传感器。差分脉冲伏安法分析,在0.5~1.0×102ng/ml浓度范围内,峰电流值的差值ΔIp与莱克多巴胺浓度的对数呈现良好的线性关系,相关系数R2=0.977 0,检测限达到0.1 ng/ml,反应时间为15 min。对同一浓度的莱克多巴胺重复检测7次,其峰电流值的RSD值为3.8%;说明该传感电极具有良好的检测重现性。不仅如此,该适配体传感器还具有良好的选择性。     

黄曲霉毒素解毒酶在大肠杆菌中的可溶性表达、纯化及其圆二色谱分析

目的:应用原核表达系统对黄曲霉毒素解毒酶(aflatoxin-detoxifizyme,ADTZ)进行高效可溶表达和纯化,并对其进行生物学活性与二级结构分析。方法与结果:亚克隆ADTZ的成熟肽,并构建与pMAL-c2x的重组质粒,转化大肠杆菌Rosetta(DE3),IPTG诱导实现了MBP_ADTZ融合蛋白的高效可溶表达,其表达量约占总蛋白的50%。经Amylose亲和层析、Factor Xa酶切和疏水层析后得到高纯度的rADTZ蛋白。生物学活性分析表明rADTZ蛋白具有降解AFB₁的酶活性,酶比活为136U/mg。圆二色光谱对rADTZ蛋白二级结构的分析结果为:α-螺旋为43.3%、β-折叠为31.1%、β-转角为10.5%和无规则卷曲为15.1%。结论:用大肠杆菌成功表达并得到高纯度有活性的rADTZ蛋白,为进一步对rADTZ结构与功能研究奠定了基础。     

具蛋白酶抗性的Armillariella tabescens β-甘露聚糖酶MAN47的分子定向改造

利用定点突变的方法提高Armillariella tabescens β-甘露聚糖酶MAN47的胰蛋白酶抗性。首先根据其氨基酸序列,找到胰蛋白酶的水解位点—赖氨酸(Lys, K)和精氨酸(Arg, R),再利用生物信息学软件获得酶分子结构中K和R与周围溶剂的接触程度,选定暴露程度最大的K280为候选突变位点,进行模拟突变,并分析突变前后的氢键键长和整体结构的变化。根据氢键键长的变化,确定突变体为K280N。对K280N设计突变引物,用重叠延伸PCR技术对MAN47野生型man基因进行突变,PCR产物与大肠杆菌-酿酒酵母穿梭表达载体PYCα连接,在大肠杆菌DH5α中扩增后转入酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae,经人工肠液(pH 6.8 10mg/ml胰蛋白酶溶液)筛选,得到抗胰蛋白酶的最佳突变株。结果表明突变酶在用人工肠液处理180min后,其半衰期为173min,而野生型酶为99min,其他酶学性质与野生型酶基本一致。     

基于易错PCR的假密环菌Armillariella tabescens MAN47 b-甘露聚糖酶耐高温定向进化

本研究利用易错PCR技术突变假密环菌Armillariella tabescens MAN47 β-甘露聚糖酶野生型基因,PCR产物与大肠杆菌-酿酒酵母穿梭表达载体pYCα上连接,在大肠杆菌DH5α中扩增后电转入酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae,构建了库容为104的初级突变体库,筛选得到耐高温最佳突变株M262。DNS法测得80oC处理30min后最大酶活力为25U/mL,较之野生型最适条件酶活力提高了4.3倍。序列分析表明,突变体有3个碱基发生了突变:T343A/C827T/T1139C,相应的氨基酸改变为Ser115Thr/Thr276Met/Val380Ala,利用SWISS-MODEL数据库同源建模显示,这3个突变氨基酸分别位于第4个β折叠的第6个氨基酸、第6个α螺旋的第1个氨基酸、第10个α螺旋和第11个β折叠之间的转角。     

分解玉米赤霉烯酮菌株的分离、鉴定及其产酶特征

【目的】从发酵食品材料中筛选出对玉米赤霉烯酮(ZEN)有分解作用的微生物,研究其分解效率及产酶特征并进行菌种鉴定。【方法】利用添加ZEN毒素类似物(PL)的固体培养基对25种发酵食品材料进行初筛,获得毒素类似物耐受菌株,经过用ZEN复筛,得到高效分解ZEN的细菌。用高效液相色谱法(HPLC)分析培养物残留ZEN,评价菌株对ZEN的分解效率。初步分析该菌株产纤维素酶、木聚糖酶及β-葡萄糖苷酶的特性。通过微生物形态学、分子生物学方法进行菌种鉴定,确定该菌的系统分类学地位。【结果】从发酵食品材料中筛选出一株分解ZEN的菌株BF-B-3,经初步鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。其ZEN分解率达62.48%,测定该菌产纤维素酶、木聚糖酶及β-葡萄糖苷酶活力分别为160.38、84.51和4.14 U/mL。【结论】枯草芽孢杆菌属于饲用微生物,生物安全性高,所分离到的枯草芽孢杆菌疑似株(Bacillus subtilis)BF-B-3菌株,可作为具有分解ZEN功能的益生菌使用,具有较好的应用前景。