差示扫描量热法分析Ca2+对嗜热菌来源的α-淀粉酶热稳定性的影响

采用毛细管差示扫描量热法,分析Ca~(2+)对嗜热菌Anoxybacillus sp.来源的α-淀粉酶AGXA的热稳定性的影响及其机制。脱气后的蛋白样品和缓冲液,分别加入对应的样品池和缓冲液池中,测量温度为10℃～120℃,升温速率为1℃/min。测量结果中,纵坐标为C_p,横坐标为温度,去折叠变化曲线峰最高点对应的横坐标为蛋白质去折叠温度T_m,去折叠变化曲线与对应温度的积分值为热焓变化值ΔH,范特霍夫焓变化值ΔH_v由去折叠变化曲线峰形状决定。根据改进的吉布斯-亥姆霍兹方程计算AGXA的自由能变化值ΔG,绘制AGXA自由能变化与温度关系的稳定性曲线。结果表明:有Ca~(2+)和无Ca~(2+)存在时,AGXA的ΔH_v与ΔH的比值都约等于1.0;有Ca~(2+)时,AGXA的T_m、ΔH和ΔC_p值,分别为77.8℃、292.5 kcal/mol和2.76 kcal·mol~(-1)·℃~(-1);无Ca~(2+)时,AGXA的T_m、ΔH和ΔC_p值,则分别为67.3℃、238.3 kcal/mol和3.81 kcal·mol~(-1)·℃~(-1);有Ca~(2+)时的AGXA,其T_m、ΔH值分别比无Ca~(2+)时的高,ΔC_p值则比无Ca~(2+)时的低。有Ca~(2+)和无Ca~(2+)的α-淀粉酶AGXA的热变性过程皆为不可逆的双态模式,有Ca~(2+)的AGXA,通过增大ΔH和降低ΔC_p的方式提高其热稳定性。研究揭示了Ca~(2+)提高AGXA的热稳定性机制,为进一步扩大该酶的应用提供了理论和实践支撑。     

酿酒酵母木糖转运基因研究进展

由于对全球变暖等日益严重的环境问题的担忧,生产生物乙醇等清洁能源的技术正受到世界各国越来越多的关注。较之以粮食为原料生产乙醇,木质纤维素生产生物乙醇具有更大的发展潜力,因其来源广泛,廉价且可再生。以木质纤维素生产生物乙醇已经取得长足进步,但仍面临几个主要问题,比如天然酿酒酵母不能利用木糖发酵乙醇,木质纤维素酶成本过高,木质纤维素预处理环节成本高等。已经有基因改造的酵母菌株可以利用戊糖和己糖进行生物乙醇生产。然而,这些菌株对木糖的利用效率很低。这主要是因为酿酒酵母缺乏高效的特异性木糖转运基因,木糖运输依赖已糖转运基因。为了提高木糖利用速度,已有不少方法成功应用于构建重组酵母细胞。现对酵母木糖转运基因的最新研究进展进行简要概述。     

产纤维素酶大肠杆菌工程菌的构建和酶的表达

为了使大肠杆菌(Escherichia coli)具备生产纤维素酶的能力,从铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)PKC-001克隆碱性纤维素酶基因,进行密码子优化后连到载体pET-22b,转入大肠杆菌BL21(DE3)菌株,对工程菌进行表达优化并分析纤维素酶酶活。结果表明大肠杆菌工程菌能生产分子量约39 kD的纤维素酶,在培养温度20℃、摇床转速170 r/min、IPTG终浓度0.01 mmol/L的条件下,纤维素酶的产量最大;在酸性条件下,细胞内和细胞外的滤纸酶活力(FPA)分别为5.78 U/mL和1.13 U/mL,在碱性条件下检测不到滤纸酶活。显然,重组纤维素酶仅在酸性条件下有活力。     

基因组改组技术及其在微生物育种中的应用研究进展

Genome shuffling(基因组改组)技术是借助递归式原生质体融合策略对微生物基因组进行遗传改良的一种新兴微生物育种方法。自2002年首次被用来培育tylosin高产菌株以来,目前已为育种工作者广泛采用。对Genome shuffling技术的原理及最近的应用研究进展进行了综述,探讨了其局限性,并展望了其发展的趋势。     

Spt蛋白与酿酒酵母压力抗性研究进展

Spt是一大类参与酿酒酵母转录调控的蛋白质。Spt蛋白是SAGA复合体的组成部分,该复合体与基因上游TATA框区域相互作用而发挥调控作用。根据目前的研究,约有10%的酿酒酵母基因转录受到Spt蛋白的调控,且与环境压力下上调基因的调控密切相关。Spt蛋白参与的庞大的调控网络及其复杂的调节机制是当前一个研究热点。Spt蛋白还具有转座子抑制的功能,是转座子功能调控和适应性进化意义上的重要"开关"。除此之外,一些Spt蛋白可以直接调控不饱和脂肪酸的合成,从而直接影响细胞膜重塑,对于酵母广泛抗性具有重要意义。文中从以上3个维度对迄今为止Spt蛋白的研究进展进行综述,结合前期研究工作,对于Spt蛋白通过转录调控、细胞膜转变、转座活性调节用以增强酿酒酵母抗性的潜在作用谨作展望。