木聚糖酶与XIP型木聚糖酶抑制蛋白相互作用分子机制的研究进展

Xylanase inhibitor protein (XIP)型木聚糖酶抑制蛋白对大部分GH10、GH11家族的真菌木聚糖酶具有抑制作用,但是却不能抑制细菌来源和植物自身所产生的木聚糖酶。XIP型木聚糖酶抑制蛋白对木聚糖酶的抑制作用主要是通过模拟底物接触酶的活性位点,迅速阻塞底物进入活性位点区域的通道。然而,在对XIP型木聚糖酶抑制蛋白具有抗性的GH10和GH11木聚糖酶晶体结构中,连接二级结构的Loop构象严重阻碍了XIP型木聚糖酶抑制蛋白的抑制功能。与对XIP型木聚糖酶抑制蛋白敏感的木聚糖酶相比,氨基酸残基的插入突变导致抗性木聚糖酶的Loop具有明显的凸出构象;而在GH11家族抗性木聚糖酶中,"拇指"结构中部分氨基酸的替换致使XIP型木聚糖酶抑制蛋白与"拇指"结构无法形成稳固的氢键和疏水建,从而削弱XIP的抑制作用。     

单头亚菊的组织培养与快速繁殖

以单头亚菊茎段为外植体对其进行组织培养,MS为基本培养基,设置不同激素浓度配比。对实验结果进行观察分析,筛选出合适的配方。启动培养基为Ms＋0．5mg·L-16-BA＋0．01mg·L-1NAA。继代培养基MS＋O．75mg·L-1。6-BA＋0．01mg·L。NAA,可获得较高的增殖率。不定根最适诱导培养基为1／2MS＋O．15mg·L—IBA,生根率达87％以上,组培苗移栽成活率达98％。     

黑曲霉木质纤维素降解酶基因的可变剪接分析及验证

黑曲霉Aspergillus niger因能够产生大量的木质纤维素降解酶而在木质纤维素资源利用中发挥重要作用。目前,有关黑曲霉基因组中与木质纤维素降解相关的基因是否存在可变剪接的情况尚不清楚。本研究以黑曲霉CBS513.88菌株为研究对象,采用rMATS和ABLas两种方法对黑曲霉在葡萄糖为唯一碳源(G组)和小麦秸秆为唯一碳源(WS组)下的56个木质纤维素降解酶基因的可变剪接事件进行分析,并通过RT-PCR扩增和内含子特异性扩增对3个典型基因的可变剪接体进行了验证。结果表明,ABLas可变剪接分析算法相较于rMATS分析算法更为准确,ABLas分析算法显示G组和WS组共有21个木质纤维素降解酶基因出现了可变剪接,可变剪接类型以内含子保留(IR)为主,占所有可变剪接事件的82.85%。另外,G组和WS组发生可变剪接的木质纤维素降解酶基因也有所不同：G组发生可变剪接的基因为13个,WS组发生可变剪接的基因为14个,两组都发生可变剪接的基因为6个,这表明黑曲霉木质纤维素降解酶基因的可变剪接在不同生长条件下存在差异,另一方面,黑曲霉中众多可变剪接体的存在也为开发新型的木质纤维素降解酶资源提供基础。     

木聚糖酶基因研究进展

半纤维素分解微生物在自然界碳素循环中起着重要作用,半纤维素是植物多糖的重要成分之一。木聚糖则是半纤维素的主要成分。木聚糖酶(EC3.2.1.8)可催化木聚糖的水解,在各种各样的生物体里都发现有木聚糖酶,如细菌、放线菌、真菌。在过去几十年里,有超过100个木聚糖酶基因被克隆进同源或异源宿主中,其目的是为了超表达木聚糖酶和改变它们的特性以适应商业应用。木聚糖酶的应用极其广泛,可用于生物转化、造纸、食品、饲料、能源、纺织等行业。尤其是迫切的环境问题将进一步促进木聚糖酶研究的开展。     

DREB1A类转录调控域中对转录激活功能起关键作用的氨基酸

从烟草品种k326中克隆到2个干旱应答元件结合蛋白类(DREB-Like)转录因子基因,命名为NtDREBI和NtDREB1A.序列分析发现,NtDREBI和NtDREB1A编码的蛋白质具有典型的AP2/EREBP转录因子家族EREBP亚族A类特征.酵母单杂交结果显示,NtDREBI具有激活功能, 而NtDREB1A不能激活下游基因,但可以与DRE元件结合.将NtDREBI、NtDREB1A与其它AP2/EREBP类转录因子序列比对,发现在C末端第148位氨基酸有显著差别.采用定点突变方法进一步研究表明,DREB1A类转录因子的第148位氨基酸残基与其邻近氨基酸残基的相互作用对调控转录激活功能起关键作用.     

黑曲霉木聚糖酶的纯化与性质

由凝胶电泳酶谱检测到黑曲霉１４９发本酵液中存在两型木聚糖酶,依次为Ｘ－Ⅰ和Ｘ－Ⅱ。通过硫酸铵分级沉淀及ＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ａ５０柱层析分别将Ｘ－Ⅰ、Ｘ－Ⅱ纯化到凝胶电泳均一。由ＳＤＳ－凝胶电泳和浓度梯度凝胶电泳测得Ｘ－Ⅰ和Ｘ－Ⅱ的分子量分别为３７ｋＤａ,２４ｋＤａ和２３ｋＤａ,Ｘ－Ⅰ具有亚基。二者的含糖量分别为２７．６％和７．３％。Ｘ－Ⅰ和Ｘ－Ⅱ最适返应温度分别为５０℃和５５℃,ｐＨ为４．     

纤维二糖磷酸化酶和纤维寡糖磷酸化酶的研究与应用

自然界中一些厌氧的纤维素降解菌能够产生纤维二糖磷酸化酶(Cellobiose Phosphorylase,CBP)和纤维寡糖磷酸化酶(Cellodextrin phosphorylase,CDP)磷酸化裂解纤维二糖和纤维寡糖。CBP和CDP属于糖苷水解酶94家族(Glycoside Hydrolase Family 94,GH94),对β-1,4糖苷键高度专一。目前已广泛研究了不同来源的CBP和CDP的功能性质和催化机理,并通过蛋白质晶体结构分析揭示了二者采用不同聚合度纤维寡糖作为底物的结构基础。因CBP和CDP可催化独特的磷酸化裂解反应和逆向合成反应,已有多篇报道显示CBP和CDP在生产实践上的应用,主要在构建直接利用纤维寡糖的工程酵母菌、构建酶法纤维素转淀粉体系和酶法合成特殊糖类等3个方面。由于对CBP和CDP的持续关注,在此对二者的相关研究进行综述,并提出今后的研究重点。     

双歧杆菌属特征性酶F6PPK测定条件的优化

以两歧双歧杆菌为材料,进行了双歧杆菌属特征性酶F6PPK测定条件的优化。实验首先改良了原初文献(Scardovi法)F6PPK酶活测定中对照反应管的设置,又对双岐杆菌培养时间、细胞破碎方法、底物浓度、比色波长、反应温度等条件进行了优化。实验表明,双岐杆菌培养18 h,收集菌体,以超声波法破碎细胞制备粗酶液,采用4%的底物浓度,将酶液与底物于40℃保温30 min,最终反应物于500 nm比色,所得F6PPK酶活测定结果更可靠。     

斜卧青霉纤维素酶和木聚糖酶高产菌株的选育

以纤维素酶高产菌株斜卧青霉A50为出发菌株,通过紫外诱变原生质体获得1株木聚糖酶活力提高80%而纤维素酶活力没有改变的6号菌。蛋白质电泳和酶谱检测结果显示,纤维素酶谱基本无差别,而木聚糖酶谱显示6号菌比A50多了一条带。6号菌优化后的产酶培养基组成为:麸皮7%、葡萄糖0.1%,该条件下,纤维素酶活为19.7IU/mL,木聚糖酶活力为215.4IU/mL。     

碱性木聚糖酶产生菌的筛选与产酶条件

从某造纸厂分别采集排水沟及厂区附近的土样,用透明圈法筛选到了40株产木聚糖酶的细菌,经过复筛得到1株产酶稳定性及酶活性都较高的细菌HNX01。其产酶的最适条件为：6%玉米芯、1%麸皮、0.1%NH4Cl、0.1%NaNO3、1%K2HPO4、0.2%土温80、5mmol/LFeCl3、pH8.0、接种最为3%、250ml三角瓶装50ml。在上述培养基中37℃、220r/min培养24h,木聚糖酶酶活力可达198.4IU/ml。