黑曲霉中内切菊粉酶基因及其全合成基因在解脂耶氏酵母中表达的比较

利用酵母密码子偏爱性将黑曲霉(Aspergillus niger)中的内切菊粉酶(Endoinu linase)基因通过基因全合成的方式合成为酵母密码子偏爱性的内切菊粉酶基因。然后将原始和全合成的内切菊粉酶基因克隆到解脂耶氏酵母表达载体PINA1296上,得重组解脂耶氏酵母表达载体pHBM2020、pHBM2021,将两种质粒分别转化解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)CLIB725,筛选得到重组解脂耶氏酵母CLIB725(pHBM2020)、CLIB725(pHBM2021),将两种重组酵母摇瓶培养,经SDS-PAGE、测酶活检测表明两种基因在解脂耶氏酵母中都有表达,全合成菊粉酶比原始菊粉酶酶活要高。     

一种来源于Phialophora attae的玉米赤霉烯酮内酯水解酶ZHD11F的酶学表征和结构特点

玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)是一种雌激素类真菌毒素,可以与动物的雌激素受体竞争性结合,导致动物生殖系统内的激素紊乱。ZEN内酯水解酶(ZEN lactone hydrolase,ZHD)可以水解ZEN中的内酯键,进而使其转化为无雌激素毒性的产物。【目的】利用生物信息学分析以及酶学性质探索,鉴定出一个具有新特性的ZEN内酯水解酶。【方法】构建pET28a-zhd11f表达载体,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达ZHD11F,利用Ni-NTA纯化得到ZHD11F,对其酶学性质进行分析,并通过结构模拟和分子动力学分析阐明ZHD11F低温活性的机制。【结果】ZHD11F以ZEN为底物,比酶活为40.04 U/mg,最适反应温度与pH值分别为35 °C和8.0,在pH 6.0–9.5的范围内具有超过60%的酶活力,在35 °C以下具有较好的热稳定性,能够耐受多种金属离子。ZHD11F在10 °C和20 °C时,其活性分别保持20%和40%。更多的loop区增加了结构的柔韧性是该酶稳定性较差、在低温活性比较高的主要原因。【结论】Phialophora attae是瓶霉属的一种真菌,目前此真菌来源的酶极少被鉴定。关于本研究将Phialophora attae来源的ZEN内酯水解酶ZHD11F,在大肠杆菌中成功可溶性表达并得到纯酶,表征分析显示该酶是目前报道的第一个低温ZEN内酯水解酶,为研究此类酶的耐冷机制、广温度范围提供了候选,同时拓展了Phialophora attae来源酶的功能研究。     

褐飞虱NADH泛醌氧化还原酶51kD亚基全长cDNA序列的克隆及分析

利用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆了褐飞虱NADH泛醌氧化还原酶51kD亚基(NQO)基因的全长cDNA片段,并进行了核苷酸序列测定.结果表明,该cDNA片段长度为1930 bp,所编码的蛋白与家牛、小家鼠、食蟹猴、人和蟾蜍的NADH泛醌氧化还原酶51kD亚基的氨基酸序列的同源性分别达到77%、76%、76%、75%和75%.Southern杂交分析表明,NQO基因在褐飞虱基因纽中以单拷贝形式存在.     

小球藻细胞壁缺陷型突变体的筛选及转化系统的建立

由于高效、稳定遗传转化系统的缺乏,小球藻遗传改良以及油脂代谢机理的研究等工作难以进行。研究旨在通过筛选获得小球藻Chlorella vulgaris细胞壁缺陷型突变体,在此基础上建立其转化系统。首先通过紫外诱变获得小球藻Chlorella vulgaris的突变体库,基于细胞壁缺陷型突变体在1% Triton X-100处理后叶绿素会释放到上清中的原理,利用酶标仪高通量地从约4000个突变体中筛选获得10株细胞壁缺陷的小球藻。同时以小球藻内源性-tubulin的启动子和终止子作为启动子和终止子,以AphⅧ (Aminoglycoside 3'-Phosphotransferase type Ⅷ)作为报告基因构建了转化载体pHK203。通过优化电转缓冲液组分和电击参数,确定了细胞壁缺陷型突变体CWD-3的最佳转化条件,即2 g pHK203,ddH2O作为电转缓冲液,1500 V,525 ,50 F的电击条件下,转化效率可达到40个转化子/g DNA。研究为小球藻Chlorella vulgaris的油脂代谢通路和遗传改良提供了技术基础,同时由于可降低破壁成本,筛选获得的细胞壁缺陷型突变体适于工业化生产小球藻藻粉。     

普通小球藻对养殖污水脱氮除磷的效果研究

随着我国养殖业的不断发展,养殖污水排放量的日益增加,养殖污水的高氮、磷含量导致水体富营养化问题日趋严重。小球藻是光能自养生物,能有效同化氮、磷,使污水中的氮、磷减少。本研究通过在实验室模拟不同氮、磷含量的养殖污水环境,分析小球藻对氮、磷的去除效果;在此基础上,用小球藻处理某养殖场污水;并联合膨润土与小球藻,探究两者脱氮除磷的协同作用能力及膨润土对小球藻细胞沉降的效果。结果表明,小球藻对模拟污水的氨氮去除率可达80%,对磷酸根的最高去除率接近100%;对养殖污水中的氮、磷也有一定的去除效果;但养殖污水成分复杂,小球藻的生长被抑制。膨润土与小球藻的结合,能够提高污水中的氮磷去除率并帮助藻细胞快速沉降,为污水处理后藻细胞的收集处理提供了有效方法。     

一种通用高效的复杂载体构建的新方法

文章报道了一种简便、通用、高效的复杂载体构建方法。此法是在PCR引物设计时,在目的片段5′端加上随机设计的接头,利用PCR克隆目的片段,再用T4 DNA聚合酶3′→5′外切酶活性处理PCR克隆目的片段,产生多个首尾相匹配的粘性末端,进行多片段定向连接、转化、重组子鉴定。以7片段拼接的水稻单交换质体定点整合表达载体pRSMGA的构建为例,应用上述方法构建只需做两次连接、转化,且其重组、转化效率高。数10次实验证明：这是一种简便、通用、高效的复杂构建载体的方法,该法至今尚未见报道。      

凝结芽孢杆菌耐热β­N­乙酰氨基葡萄糖苷酶在大肠杆菌的分泌表达及其在制备GlcNAc中的应用

β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶体,可作用于几丁质或壳聚糖等天然底物,从末端水解产生N-乙酰-β-D氨基葡萄糖 (GlcNAc) 单体,其在医药和农业领域有较广泛的用途。文中克隆了耐热菌凝结芽孢杆菌Bacillus coagulans DMS1的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶基因 (BcNagZ),并成功在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3) 进行了分泌表达,蛋白表达量达到0.76 mg/mL。纯化后的BcNagZ分子量为61.3 kDa,测得的比活力为5.918 U/mg;进一步对该酶进行表征,结果显示酶的最适反应pH为5.5,最适反应温度为75 ℃,在65 ℃处理30 min后还有85%的残余酶活力,表明该酶具有良好的热稳定性。该酶的米氏常数Km为0.23 mmol/L,Vmax为0.043 1 mmol/(L·min)。重组BcNagZ可以水解胶体几丁质得到微量的GlcNAc,可以将二糖水解为单糖;偶联已报道的外切几丁质酶AMcase,可以有效地将胶体几丁质水解为GlcNAc,得率达到86.93%。     

一种来源于兼性嗜碱菌Bacillus pseudofirmus 703的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶

N-乙酰氨基葡萄糖苷酶作用于肽聚糖或几丁质,从其非还原末端水解产生β-D-N-乙酰氨基葡萄糖单体,该酶在细胞壁代谢过程中起重要作用,在医药和生物技术领域也有广泛的应用。【目的】克隆表达来源于兼性嗜碱菌Bacillus pseudofirmus 703的β-N-乙酰葡糖胺糖苷酶NagZ703,为获得乙酰氨基葡萄糖单体奠定基础。【方法】以B.pseudofirmus703基因组DNA为模板,克隆得到了β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶基因NagZ703,通过构建pET28a-nagZ703表达载体,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达NagZ703,利用镍柱纯化得到NagZ703纯蛋白,并对其酶学和生化性质进行分析。【结果】NagZ703与其同源蛋白多序列比对分析结果表明,NagZ703属于糖苷水解酶3家族(GH3),由2个结构域构成,催化活性中心由位于N端结构域的Arg232-His234-Arg318组成,和研究最多的Bacillussubtilis168来源的BsNagZ氨基酸的序列相似性为37%。酶学性质分析表明,以对硝基酚-β-乙酰氨基葡萄糖苷(pNP-β-GlcNAc)为底物,NagZ703的最适反应温度和pH分别为60°C和pH 6.5,比酶活为10.79 U/mg,其Km和Vmax分别为0.276 mmol/L和0.612 mmol/(mg·min)。该酶具有较好的稳定性,在50°C处理30 min,或在pH 6.0–10.5条件下,4°C保存12 h后,仍保留80%以上的酶活力。EDTA不影响该酶的活性,推测其为非金属依赖酶,且Hg2+可完全抑制酶活性。【结论】本研究将兼性嗜碱菌Bacillus pseudofirmus 703来源的β-N-乙酰葡糖胺糖苷酶NagZ703在大肠杆菌中成功表达和纯化,并分析了其酶学性质;NagZ703的最适pH为6.5,没有表现出耐盐嗜碱的特征;NagZ703能水解胶体几丁质产生GlcNAc,为酶解生产GlcNAc提供了一条可行的思路。     

兽用博落回散对饲用酶制剂酶活性的影响

博落回散能抑菌消炎、改善畜禽肠道内环境,兼具营养和药用双重作用,已经成为一类新型饲料添加剂。酶制剂是目前已在养殖业广泛使用的饲料添加剂,它能提高动物对饲料的消化利用率、提高饲料转化率、降低饲喂成本。博落回散能否和酶制剂同时使用目前尚未有相关的研究报道。本文研究了不同浓度博落回散溶液对8种常用饲用酶制剂活性的影响,实验结果表明,在正常使用浓度(30～50 mg/L)范围内,博落回散不会明显影响淀粉酶、纤维素酶、果胶酶、甘露聚糖酶和木聚糖酶这5种糖基水解酶的活性;对植酸酶、酸性蛋白酶和脂肪酶这3种非糖基水解酶的活性影响不大,这说明博落回散能和酶制剂同时添加到饲料中。本研究为兽用博落回散饲料添加剂在养殖行业的广泛应用提供了实验支持。