热稳定性伯克霍尔德菌脂肪酶A突变体的筛选

摘要:【目的】为更好地提高伯克霍尔德菌ZYB002脂肪酶LipA在TMP纸浆造纸工艺中的应用,有必要利用蛋白质工程技术,提高其热稳定性。【方法】基于B-factor值筛选LipA多肽链中潜在的突变位点,利用迭代饱和诱变技术,构建突变文库,筛选热稳定性提高的突变体。【结果】利用上述方法,从4个突变文库中分别筛选到在55℃下,半衰期较野生型脂肪酶LipA分别提高了1.8倍、3倍、2.2倍和1.7倍的脂肪酶突变体。【结论】基于B-factor值选择突变位点,利用迭代饱和突变技术,快速筛选到热稳定性有显著提高的突变体。     

伯克霍尔德氏菌ZYB002脂肪酶lipC24基因的克隆、表达及其酶学性质

【目的】克隆伯克霍尔德菌ZYB002菌株中的新型脂肪酶lip C24基因,测定其基本酶学性质,为后续深入研究该基因在菌株中的生理功能奠定基础。【方法】根据洋葱伯克霍尔德菌JK321菌株的全基因组DNA信息,直接设计引物从伯克霍尔德菌ZYB002菌株基因组中扩增出lip C24基因,并对之进行原核表达、重组蛋白的纯化及酶学性质分析。【结果】lip C24基因全长1317 bp,编码438个氨基酸残基;多肽链中具有保守五肽-G-X1-S-X2-G-序列;重组蛋白Lip C24的分子量为45 k Da;能有效水解各种对硝基苯酯,对中链脂肪酸的对硝基苯酯表现出偏爱性;其催化水解反应的最适温度为40℃,最适p H7.5;40℃下的半衰期为15.72 min,在p H 7.0-8.0的条件下,具有较好的稳定性。【结论】lip C24的编码产物为一个45 k Da蛋白,具有明显的脂肪酶活性,为中温中性脂肪酶。     

Burkholderia sp.ZYB002中lipA基因的敲除对细胞脂肪酶活性的影响

Burkholderia sp.ZYB002菌株不仅能产生大量的胞外脂肪酶,还能产生大量的细胞结合脂肪酶。对细胞结合脂肪酶的种类进行定性研究,将为开发全细胞脂肪酶催化剂奠定基础。通过分析与Burkholderia sp.ZYB002菌株具有较高同源性的Burkholderia cepacia J2315菌株的脂肪酶基因家族,推测潜在的细胞结合脂肪酶编码基因。通过同源重组插入失活Burkholderia sp.ZYB002菌株的lipA基因,筛选出突变体转化子;测定突变体菌株细胞结合脂肪酶的活性,并与野生型菌株比较。试验结果表明,lipA基因插入失活的Burkholderia sp.ZYB002-ΔlipA菌株的细胞结合脂肪酶活性降低了42%。     

壳聚糖固定化纤维素酶的研究

以蟹壳为原料提取壳聚糖,用戊二醛作交联剂,将纤维素酶固定于壳聚糖上．同时探讨了一定量干壳聚糖载体与交联剂浓度、给酶量等关系的最适固定化酶条件,并对固定化酶的热稳定性、操作稳定性、米氏常数、最适温度、离子强度的影响及使用半衰期等理化性质进行了探讨．     

理性设计盐桥构建伯克霍尔德菌脂肪酶热稳定突变体

【目的】借助蛋白质工程技术提高伯克霍尔德菌ZYB002脂肪酶LipA的热稳定性,以期更好地将其应用于工业生产中。【方法】利用YASARA、Fold X、Rosetta、Gromacs等生物信息学软件,构建1个脂肪酶Lip A的热稳定性提高的微型突变体电子文库;通过对突变体的结构信息和自由能变化进行评估,筛选出潜在的有价值的突变体。继而利用基因定点突变技术,构建上述候选突变体的突变基因文库,通过实验筛选出热稳定性提高的脂肪酶LipA突变体。【结果】利用上述方法,从构建的20个脂肪酶LipA突变体中,筛选到热稳定性有显著提高的3个突变体LipA-Asn~(125)Asp、LipA-Asn~(125)Glu和LipA-Gln~(262)Glu。经55°C处理12 min后,上述3个突变体的T1250值较野生型分别提高4.0°C、5.5°C和4.4°C;在55°C下的半衰期较野生型分别提高了2.2倍、3.8倍和2.6倍。【结论】利用生物信息学软件,构建脂肪酶LipA突变体电子文库,结合蛋白质的结构信息,可以快速筛选到热稳定性提高的脂肪酶LipA突变体。     

细菌脂肪酶在大肠杆菌细胞表面的功能性展示

细胞表面展示技术已广泛应用于突变文库的高通量筛选,有力地促进了蛋白质工程的发展。以来自于铜绿假单胞菌的自转运蛋白Est A的羧基端结构域作为锚定区,构建脂肪酶LipA与EstA羧基端结构域的融合基因,并将融合基因插入到改造后的pACYC-Duet表达载体中,获得表面展示载体pBCCB-X1。将载体pBCCB-X1分别导入到大肠杆菌JK321和大肠杆菌UT5600菌株中,以IPTG诱导融合基因的表达。分别用三丁酸甘油酯定性检测和pNPO定量检测诱导表达后的全细胞脂肪酶的水解活性。试验结果表明,脂肪酶LipA在大肠杆菌JK321和大肠杆菌UT5600细胞表面均得到功能性展示,水解活性分别为(2.8±0.1)U/OD和(2.6±0.06)U/OD。脂肪酶LipA在大肠杆菌细胞表面的功能性展示,为后续高通量筛选LipA突变基因文库,奠定了坚实的基础。     

扇叶铁线蕨凝集素的糖蛋白特性

扇叶铁线蕨叶片组织经磷酸盐缓冲液浸提,硫酸铵沉淀,再经过DEAE-Sepharose—FF和Sephadex G-100层析纯化,得到扇叶铁线蕨凝集素(AFL)。其凝集活性依赖于Ca^2 和Mn^2 ,经测定AFL,是一种分子质量为22000—22500的糖蛋白,分子中含有4．0％的中性糖,具有很高的耐热性,浓度为37．5μg ml^-1的AFL凝血活性可被甘露糖抑制,卵粘蛋白可完全抑制AFL的凝血活性。浓度为2．34μg ml^-1时引起兔血细胞凝集,并能凝集人的A、B或O型血细胞,对鳖的血细胞没有凝集作用。AFL能凝集藻类细胞、酿酒酵母细胞及经过热处理的枯草芽孢杆菌。在AFL的氨基酸组成中不含Tyr。研究结果表明,该凝集素具有糖蛋白的特性。     

鳞毛蕨凝集素的分离纯化与性质

阔鳞鳞毛蕨[Dryopteris championi(Benth.)C.CHr.]的叶片组织经硫酸铵沉淀、活性炭柱及DEAE-SepharoseFF离子交换柱等步骤纯化得到鳞毛蕨凝集素(Dryopteris championi lectin)。纯化的鳞毛蕨凝集素(DCL)在聚丙烯酰胺凝胶电泳上显示1条蛋白质着色带。其中性糖含量高,氨基酸组成中队(苯丙氨酸)含量最高,His(组氨酸)含量最低。对不同动物红细胞及人的不同血型红细胞的凝集有专一性。其凝血活性能被果糖、半乳糖和N-乙酰半乳糖胺所抑制,对温度变化较不敏感,Mn^2 和Mg2 在一定浓度范围能激活其为EDTA-Na2所抑制的活性。     

蛋白核小球藻凝集素的分离纯化及部分性质研究

蛋白核小球藻藻粉的PBS抽提液经硫酸铵二步分级沉淀 ,再经DEAE Sepharose和SephadexG 10 0层析 ,从中分离纯化得到蛋白核小球藻凝集素 (CPL)。经测定 ,该凝集素为单个亚基的蛋白质 ,相对亚基分子量为 1 4× 10 4 — 1 5× 10 4 ,分子中不含糖。在氨基酸组成中 ,苯丙氨酸 (Phe)的含量最高 ,其次是天冬氨酸 (Asp)和谷氨酸 (Glu) ,不含组氨酸 (His)。CPL能够凝集兔、绵羊及鸽子红细胞 ,其中对兔红细胞的凝集活性最大 ,最低浓度为 6 88μg/mL ,对鸡、鸭及人红细胞 (A型、O型及B型 )无凝集活性。卵黏蛋白和 7种单糖对CPL的凝血活性具有抑制作用。CPL具有很好的热稳定性 ,在 90℃处理 10min不失活。     

基于空腔填充效应构建伯克霍尔德菌脂肪酶LipA的热稳定性突变体

【目的】中温伯克霍尔德菌胞外脂肪酶LipA在工业领域具有重要的应用价值。利用蛋白质工程技术来提高其热稳定性,对开发脂肪酶LipA酶制剂及提高其应用范围及应用效果,具有重要的意义。【方法】利用生物信息学软件Castp、Voronoia和Cave分析LipA分子中存在的空腔及其组成氨基酸残基;利用FoldX软件构建上述氨基酸残基的突变体电子文库,并基于空腔效应(体积变小)、自由能变化值(降低)和空间结构特点等对前述突变体电子文库进行筛选。从突变体电子文库中选择具有代表性的突变体,通过基因工程技术,引入突变。经诱导表达后,实验验证并筛选出热稳定性的突变体。【结果】构建了一个由58个突变体组成的电子文库;并对其中17个代表性的突变体进行了实验验证;筛选到2个热稳定性有明显提高的突变体LipA-His15Pro和LipA-Ala210Val;其叠加突变体LipA-His~(15)Pro/Ala~(210)Val的T50~(12)较野生型LipA提高了8°C,在55°C下的半衰期较野生型脂肪酶LipA提高了23.1倍。【结论】基于空腔填充技术构建热稳定性伯克霍尔德菌胞外脂肪酶LipA突变体,是一种行之有效的策略。