内质网压力响应相关的蛋白质降解

内质网相关蛋白质降解途径(ERAD),即蛋白质分泌过程中错误折叠或未折叠的蛋白质在内质网中被识别并逆向运输到细胞质经聚泛素化后由蛋白酶体降解的过程.自从发现该途径后对其机制的阐明一直处于不断探索的阶段.近年来,对ERAD底物识别、逆向运输和泛素化新组分的发现以及新技术的应用,使得该途径的具体分子机制更加清晰.本文全面梳理并综述了内质网应激响应、ERAD降解过程与机理的最新进展,并对模式蛋白底物和最新研究方法进行了总结,以期展示该领域的研究概况.     

工业真菌高效产酶突变技术与高产机制

工业真菌是酶制剂的重要生产微生物,其菌种改良具有重要应用价值。综述了产酶工业真菌的应用、突变育种技术进展和高效产酶机制的分析策略,尤其是基于组学水平的基因组、转录组和蛋白质组的分析等,最后总结了高产机制在菌株改良上的应用。     

产适冷木聚糖酶的海洋产青霉的筛选和诱变

从黄海深层海底泥样中分离到1株产低温木聚糖酶的青霉,经EMS诱变得到11株酶活性提高的菌株,对其中1株产低温木聚糖酶活力最高的菌株产酶性质进行了初步研究。所产木聚糖酶在pH4．6,45℃时酶活可达25．8u／ml,比出发菌株提高126％。诱变后菌株所产木聚糖酶在0℃仍有显著酶活性,达8．2u／ml。     

里氏木霉VPS13基因缺失对菌丝分支、生孢和纤维素酶产量的影响

【目的】丝状真菌里氏木霉是纤维素酶生产的主要工业真菌。纤维素酶分泌过程中的蛋白运输途径是控制大量纤维素酶成功输出的重要环节,因此,研究蛋白分泌途径的特定靶标基因功能将有助于鉴定纤维素酶运输分泌过程的关键调控因子。本研究借助基因敲除方法将里氏木霉液泡蛋白分选相关基因VPS13缺失,分析了该基因缺失对菌株生长、生孢尤其是纤维素酶分泌的影响。【方法】利用Double-joint PCR技术和同源重组策略构建里氏木霉VPS13基因缺失突变株,通过菌丝培养、显微观察、生孢检测、蛋白与酶活测定,系统比较VPS13基因敲除前后菌株的生长特征、菌丝形态、孢子形成、蛋白分泌以及纤维素酶活等。【结果】成功获得两株VPS13基因缺失株。与出发菌株相比,该基因突变后菌丝蔓延速率明显减慢,但菌体生物量在对数生长期后显著增多。通过显微观察,发现该基因缺失株菌丝更加密集,分支明显增多。此外,该基因缺失也导致菌株生孢延迟。纤维素底物平板分析发现VPS13基因缺失株菌落周围透明圈更加清晰,且透明圈圈径比是出发菌株的4倍,说明降解纤维素的能力有明显提高。进一步的液体发酵实验结果显示,该基因缺失导致蛋白产量及纤维素酶活力分别提高16.4%和21.9%。【结论】里氏木霉VPS13基因在菌丝生长、生孢、蛋白分泌等不同生物学过程中具有功能多样性,且该基因在菌种改良上可以作为提高纤维素酶产量的重要靶点。     

黑曲霉h408阿魏酸酯酶基因的克隆及在毕赤酵母中的高效表达

【目的】实现在巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)中高效表达黑曲霉(Aspergillus niger)h408阿魏酸酯酶A基因(AnfaeA),并对重组酶特性进行表征。【方法】采用重叠延伸PCR扩增黑曲霉h408的阿魏酸酯酶A基因。将AnfaeA基因和毕赤酵母表达载体pPIC9K连接,成功构建重组质粒pPIC9K-Anfae,经线性化后电转化P.pastoris GS115,透明圈法筛选活性高的转化子后进行诱导表达。利用紫外吸收法测定温度及pH对重组阿魏酸酯酶活性的影响。【结果】成功从A.niger h408中克隆得到阿魏酸酯酶A的cDNA基因(GenBank:KF911349),并实现了其在P.pastoris GS115中的高效表达。该基因长度为783bp,含有1个开放阅读框架(ORF),编码260个氨基酸,Blast分析显示该基因和GenBank中黑曲霉阿魏酸酯酶序列同源性为99%。翻译的氨基酸序列含有脂酶典型的活性盖子和催化三联体结构。从转化板上获得1株编号为pPIC9K-Anfae5的转化子阿魏酸酯酶活性最高,酶活达24.72 U/mL,比活力为40.84 U/mg,比黑曲霉出发菌株(22.1 mU/mL)提高了1100倍左右。重组阿魏酸酯酶的最适pH为5.0,且在pH 4.0-9.0稳定性较好;最适反应温度50℃,在40-60℃时较稳定。【结论】阿魏酸酯酶在毕赤酵母中的高效分泌表达为其在饲料工业和造纸工业等工业化应用提供了前提,也为后续改进酶学特性的定向进化奠定实验基础。     

阿魏酸酯酶基因工程菌研究进展

阿魏酸酯酶能水解阿魏酸、多聚阿魏酸与木聚糖以及木质素之间形成的酯键,有利于植物细胞壁的降解。介绍阿魏酸酯酶的微生物来源、阿魏酸酯酶基因工程菌构建和阿魏酸酯酶与其他酶相互协同作用等的研究进展。     

一株产阿魏酸酯酶丝状真菌的分离鉴定及其粗酶性质研究

利用平板透明圈法,筛选分离到37株具有阿魏酸酯酶活性的丝状真菌,其中1株编号为HA4087的菌株具有较强的产阿魏酸酯酶能力。经形态学观察、18S rDNA和ITS序列鉴定为互隔交链格孢霉。对该菌株所产阿魏酸酯酶的粗酶性质进行了初步研究,结果表明,在发酵培养基中发酵粗酶活力为86 mU/mL,最适作用温度为55℃,最适pH值为5.5;在55℃保温30 min后酶活力仍为90%以上;在pH4.5-6.5范围内稳定性较好,酶活仍为85%以上。试验获得了产高酶活阿魏酸酯酶的菌株,为阿魏酸酯酶的工业化应用提供前提。     

产适冷木聚糖酶的海洋产青霉的筛选和诱变

从黄海深层海底泥样中分离到1株产低温木聚糖酶的青霉,经EMS诱变得到11株酶活性提高的菌株,对其中1株产低温木聚糖酶活力最高的菌株产酶性质进行了初步研究。所产木聚糖酶在pH4.6,45℃时酶活可达25.8u/ml,比出发菌株提高126%。诱变后菌株所产木聚糖酶在0℃仍有显著酶活性,达8.2u/ml。