巨大芽孢杆菌b-淀粉酶基因的克隆、表达和酶学性质分析

从巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的全基因组DNA文库中筛选出一个b-淀粉酶基因amyG, 分析测定了其核苷酸序列并进行了诱导表达; 其中amyG编码的蛋白有545个氨基酸、分子量为60.194 kD, 与已报道的巨大芽孢杆菌DSM319的b-淀粉酶序列有着94.5%的同源性。经氨基酸序列比较分析发现, AmyG从N末端到C末端依次由信号肽域、糖基水解酶催化功能域和淀粉结合域3个功能域组成。其中催化功能域里含有第14家族糖基水解酶常见的几个高度保守的酶催化活性区。经多步纯化, 重组酶的比活共提高了7.4倍, 获得凝胶电泳均一的蛋白样品; 经SDS-PAGE电泳测定, 酶AmyG的分子量为57 kD。该酶的最适反应温度为60oC, 最适反应pH为7.0; 在温度不超过60oC时, 酶活较稳定; AmyG能迅速降解淀粉生成麦芽糖, 属于外切b-糖苷酶。     

一株碱性淀粉酶产生菌Bacillus flexus XJU-3的分离鉴定及酶学特性分析

[目的]从新疆石河子市一处碱性工业污水(pH11.0)分离﹑鉴定高产碱性淀粉酶菌株,并对其所产酶酶学特性进行研究.[方法]在碱性淀粉酶分离培养基上对所分离菌株进行筛选,分离到一株高产碱性淀粉酶菌株,并将其编号XJU-3.应用生理生化试验,脂肪酸含量,16S rDNA序列以及(G C) mol%含量等方法对菌株进行鉴定,同时对XJU-3所产碱性淀粉酶的生物学特性进行研究.[结果] XJU-3可在pH4.0～12.5的LB培养基上生长,最适生长温度37℃.16S rDNA序列构建的系统进化树表明XJU-3与Bacillus flexus类聚在一起,且序列同源性为99%.该菌产生的淀粉酶最适pH10.0,最适温度40℃,且在pH9.0～13.0内有较高活性和稳定性.Co2 和Mg2 能明显提高酶的活性.[结论] XJU-3被鉴定为Bacillus flexus,由于XJU-3与B. flexus DSM 1320T在尿素水解和优势脂肪酸含量上有差异,且具有宽范围pH耐受性,因此XJU-3被认为是B.flexus的一个新菌株.XJU-3所产的碱性淀粉酶酶学特性良好,具有极大的工业应用潜力.     

具有a-淀粉酶分泌活性以及低双乙酰产量的啤酒酵母工程菌的构建

扣囊复膜酵母(Saccharomycopsis fibuligera)因具有较强的a-淀粉酶以及葡聚糖酶活性, 使其在以淀粉为唯一碳源的培养基上能够良好的生长。从其基因组中克隆了a-淀粉酶的编码区, 构建了由酵母磷酸甘油酸激酶基因(PGK1)启动子、酿酒酵母a-因子信号序列以及扣囊复膜酵母a-淀粉酶基因编码序列组成的基因表达盒。将该表达盒插入到质粒pPLZ-2的ILV2基因序列内部, 使其两翼具有ILV2基因的同源区。将该表达盒通过同源重组的方式整合到啤酒酵母工业菌株YSF-5的a-乙酰乳酸合成酶(AHAS)基因ILV2内部。在以淀粉为唯一碳源的培养基上进行转化子的筛选。通过多对引物PCR、a-淀粉酶活性以及AHAS活性分析对转化子进行鉴定, 得到一株具有a-淀粉酶分泌表达活性、较低AHAS活性, 并且发酵液中双乙酰产量也相对较低的啤酒酵母工程菌。该菌株在非选择压力条件下连续培养50代后仍然保持其遗传稳定性。还对pH、温度以及金属离子对该转化菌株的a-淀粉酶活性的影响进行了研究。由于所构建的菌株不含有非酵母来源的DNA, 所以生物安全性相对较高, 对酵母育种以及啤酒生产工业都具有较为重要的意义。     

一株抗茶炭疽菌和魔芋镰刀菌的淀粉酶产色链霉菌的分离、鉴定及生防潜能

【背景】放线菌是一类重要的生防菌,具有强大的代谢活性,能产生抗生素、酶、酶抑制剂和激素等天然产物抑制病原物生长。【目的】从茶树根际分离得到放线菌,研究候选放线菌对茶炭疽菌和魔芋镰刀菌的抑菌活性及其生防潜能。【方法】分别以茶炭疽病致病菌Colletotrichum camelliae和魔芋茎腐病致病菌Fusarium solani为指示菌,采用土壤稀释涂布法、平板对峙法和菌丝生长速率法,从茶树根际土壤中分离、筛选拮抗放线菌,并根据菌株的形态特征、生理生化特性和系统发育分析结果对其进行分类鉴定,并开展候选放线菌的产促生相关物质和分泌细胞壁水解酶能力的定性检测试验。【结果】共分离得到14株拮抗放线菌,菌株A-dyzsc04-2的拮抗效果最强,被鉴定为淀粉酶产色链霉菌（Streptomyces diastatochromogenes）。该菌株的活菌体对C. camelliae和F. solani的抑制率分别为66.71%±1.23%和71.59%±2.46%,其无菌发酵滤液对2种指示菌的抑菌率均大于90%;此外,菌株A-dyzsc04-2还具有产嗜铁素和葡聚糖酶以及溶解无机磷的能力。【结论】菌株A-dyzsc04-2是一株优良的生防菌,具有较高的开发利用价值,研究结果为菌株A-dyzsc04-2防治茶炭疽病和魔芋茎腐病提供了理论支撑。     

芽胞杆菌属产α-淀粉酶的研究进展

α-淀粉酶是一种重要的淀粉水解酶,可以从动物、植物或微生物中获得。但应用于工业生产的α-淀粉酶绝大多数来自芽胞杆菌。自α-淀粉酶工业化生产以来,研究人员针对其生产菌株芽胞杆菌进行了一系列的诱变选育和基因工程等分子生物学育种,使得菌种的产酶能力不断得到提高。另外,优化芽胞杆菌发酵培养基及发酵参数也是提高α-淀粉酶工业化生产产量的重要方法。     

淀粉酶高产菌株的筛选、紫外诱变及产酶条件优化

【背景】提高淀粉酶的稳定性进而适应多变的工业生产条件,是淀粉酶开发的重要方向。【目的】淀粉酶在食品加工、布料退浆、酿酒制造、养殖等领域都有广泛的应用,但目前生产用的淀粉酶来源单一,在溶液中的稳定性较差,需要扩大淀粉酶来源,增强酶的稳定性,使其进一步适应复杂多变的工业生产环境。【方法】利用选择培养基在三门峡黄河湿地表层土样中筛选得到20株具有淀粉酶活性的菌株,采用杯碟法检测粗酶液的活性并对其中活性最高的3株菌进行鉴定,对其中酶活性最高的菌株运用紫外照射的方式进行诱变并测定致死率,选择突变后酶活最高的菌株,优化培养条件,并测定突变后淀粉酶的活性和作用条件范围。利用3,5-二硝基水杨酸（3,5-dinitrosalicylic acid,DNS）法测定诱变前后酶活并进行活性对比。【结果】在三门峡黄河湿地表层土壤中筛选得到3株淀粉酶活性较高的菌株并编号S03、S08和S17。根据16S rRNA基因序列比对、革兰氏染色形态观察结合生理生化分析显示,菌株S03、S08和S17分别为Aeromonas、Exiguobacterium和Bacillus,其淀粉酶最适NaCl浓度是10%-12%,最适...     

地衣芽孢杆菌耐高温α-淀粉酶基因的克隆、烟草瞬时表达及转化拟南芥的研究

从地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)中克隆到耐高温α-淀粉酶基因全长, 构建了原核表达载体, 转入大肠杆菌(Escherichia coli)中, 使用IPTG于28°C诱导6小时后, 通过SDS-PAGE检测到目的蛋白, 分子量约为55 kDa, 并通过酶活力检测实验证明该蛋白具有耐高温α-淀粉酶活性。同时构建了该基因融合GFP的植物表达载体, 通过农杆菌(Agro- bacterium tumefaciens)介导瞬时转化烟草(Nicotiana tabacum)下表皮细胞并在荧光显微镜下观察, 发现在烟草下表皮细胞的细胞质和液泡中均有绿色荧光。使用I₂-KI溶液对乙醇脱色后的烟草叶片进行染色, 显色反应表明在烟草中表达的耐高温α-淀粉酶具有酶活性。最后, 采用农杆菌介导的花蕾浸泡法将重组载体转化到拟南芥(Arabidopsis thaliana)中, 筛选到稳定遗传的耐高温α-淀粉酶基因的拟南芥纯合子。研究结果为后期开展表达耐高温α-淀粉酶的转基因植物的相关研究奠定了实验基础。     

中温α-淀粉酶在地衣芽孢杆菌中的异源表达

提高中温α-淀粉酶生产菌株的发酵温度,对减少冷却水消耗降低生产成本有重要意义。本文利用基因删除技术删除了地衣芽孢杆菌CBBD302菌株α-淀粉酶的编码基因(amy L)获得突变株D402。将表达解淀粉芽孢杆菌中温α-淀粉酶基因Ba A的重组质粒p HY-WZX-Ba A转化D402,获得表达中温α-淀粉酶的重组地衣芽孢杆菌D402/p HY-WZX-Ba A。摇瓶发酵实验显示,重组菌最适发酵温度为42℃,比原生产菌株提高8℃,最高产酶水平达到301 U/m L。30 L发酵罐发酵试验,78 h达到最高酶活531 U/m L。重组酶的最适作用温度为60℃,最适作用p H 6.5,在90℃保温20 min可以完全失活,保持了中温α-淀粉酶既能在淀粉糊化温度下保持稳定又便于灭酶的优良性能。     

人胰腺α-淀粉酶抑制剂高通量筛选模型的建立及其应用

【目的】针对人胰腺α-淀粉酶这个糖代谢途径中重要的靶蛋白,建立α-淀粉酶抑制剂高通量筛选模型。【方法】采用毕赤酵母表达系统克隆和表达人胰腺α-淀粉酶;利用酶的催化特性建立α-淀粉酶抑制剂筛选模型;应用该模型对放线菌发酵液冻干物进行高通量筛选;通过构建16S rRNA系统发育树分析阳性菌株的分类地位。【结果】成功克隆、表达了具催化活性的人胰腺α-淀粉酶;建立了α-淀粉酶抑制剂的筛选模型;对近2000株放线菌的发酵液冻干物进行高通量筛选,最终得到14株α-淀粉酶抑制剂产生菌株,且在分类学上具有丰富的菌种多样性。【结论】本研究建立的α-淀粉酶抑制剂高通量筛选模型具有很强的实用价值,可用于新型淀粉酶抑制剂类降糖药物的开发。     

广东从化温泉水体原核微生物多样性及其酶活筛选

为了解广东从化温泉的原核微生物多样性及其产纤维素酶、淀粉酶的能力,选取从化3个地热区的7个温泉样点,现场测量各采样点的水体理化参数,并采集温泉水样品。利用免培养技术对从化温泉环境样品基因组的16S rRNA基因进行扩增,利用高通量测序技术,分析从化温泉环境原核微生物群落结构及多样性。同时,借助纯培养技术,对7个样点的微生物进行分离纯化,并将菌株接种于以微晶纤维素或淀粉为唯一碳源的培养基中,检测其纤维素酶、淀粉酶活性。免培养结果显示,广东从化温泉环境原核微生物群落以细菌为主,群落结构与总碳含量相关性最大。通过选择性分离培养,共获得71株细菌,分属于17个不同的属,其中有9株属于潜在新分类单元,其中67.61%有纤维素酶活性,18.31%有淀粉酶活性。广东从化温泉中存在丰富多样的原核微生物类群,且蕴藏大量具有产生纤维素酶、淀粉酶活性的菌株,极具进一步发掘和研究的价值。