几丁质酶的研究进展

几丁质是自然界中含量仅次于纤维素的第二大类多糖,已从各种细菌、真菌、植物、哺乳动物和昆虫中分离并鉴定出来。随着近年来对几丁质及其衍生物的了解,发现此类多糖的物理化学特性在现实中有非常广泛的应用。几丁质酶是一类分解几丁质的酶,广泛分布于细菌、真菌、植物、哺乳动物、昆虫等物种中,并发挥着重要作用。近年来国内外工作者对这些不同来源的几丁质酶做了深入研究,为其在医学和农业上更广泛的应用提供理论基础。     

几丁质合酶在人类致病真菌中的研究进展

抑制真菌细胞壁的合成常作为防治真菌感染的安全有效手段。几丁质是真菌细胞壁及隔膜的重要结构成分，几丁质合酶是催化几丁质合成的关键酶。真菌细胞中几丁质合酶家族的不同成员在调控几丁质的合成中存在着差异，因此产生不同的生物学效应。本文通过综述几丁质合酶在人体三大条件致病真菌白色念珠菌、烟曲霉、新生隐球菌中的研究进展，分析了几丁质合酶对真菌致病性影响的机制，总结了几丁质合酶调控真菌细胞增殖、形态转换、病原菌与宿主的相互作用和细胞壁损伤诱导的补偿效应，展望了抗真菌感染的新策略及关于真菌几丁质合酶的未来研究方向。     

一种耐热几丁质酶的产生及其稳定性研究

疏绵状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)SY2在以胶状几丁质为唯一碳源的诱导培养基中产生了胞外几丁质酶。该酶在50℃保温1 h, 酶活稳定; 65℃时半衰期为25 min; 酶液在室温下保存到12周, 残余酶活性为45％左右。该酶有较宽的pH范围, 3.0~9.0之间保持稳定, pH值为2.5时, 仍具有70％的剩余酶活性。Ca2+ 对几丁质酶的活性有显著的激活作用; 高浓度变性剂对酶有抑制作用。结果表明该酶是一种热稳定性高且耐酸碱的新型几丁质酶, 能在酸性和高温环境中发挥作用, 这些特性赋予了T. lanuginosus几丁质酶在几丁质的生物转化及其它生物技术中极大的应用优势。     

海底沉积物中几丁质酶的筛选、分离及活性分析

目的:从海底沉积物中筛选得到一株几丁质酶活性较高的菌株,分离纯化菌株分泌的几丁质酶,并对其活性进行酶学分析。方法:以中国南海北部湾的沉积物为样本,结合透明圈法及DNS法筛选菌株。采用几丁质结合能力分析及多种层析方法分离纯化菌株分泌的几丁质酶,对其中一种几丁质酶进行酶学性质分析。结果:共筛选获得21株几丁质酶产生菌,其中分泌的几丁质酶活性最高的为蜡样芽孢杆菌B04(Bacillus cereus strain B04)。发现该菌共分泌6种含有几丁质结合域的蛋白。从蜡样芽孢杆菌B04发酵液中,分离纯化得到分子量为36 k Da的几丁质酶。研究发现,该酶是蜡样芽孢杆菌B04的一种主要的几丁质酶,其最适p H为4.0,最适反应温度为60℃,在p H 3.0~10.0范围内活性稳定,Co2+对其活力有明显促进作用,Ag+有显著的抑制作用。结论:为几丁质酶的工业化应用提供了基础。     

微生物几丁质酶研究进展及应用*

几丁质由N-乙酰-D-氨基葡萄糖聚合而成,是自然界中仅次于纤维素的第二大类聚合物。微生物几丁质酶来源丰富,是生物降解或利用几丁质的主要媒介。野生型菌株几丁质酶产量低、活性弱,故近年来有关几丁质酶的研究侧重于对其产量及催化活性的提升等方面。此外,几丁质酶具有水解病原真菌细胞壁、破坏害虫体壁、生产N-乙酰氨基葡萄糖寡聚体或单体的应用价值,在医药、农业、食品加工等领域表现出巨大的市场潜力。综述微生物几丁质酶的来源、分类及工程改造,为后续几丁质酶的研究及开发利用提供参考。     

细菌几丁质酶结构、功能及分子设计的研究进展

几丁质是仅次于纤维素的第二大天然多糖，由N-乙酰-D-氨基葡萄糖聚合而成，具有重要的应用价值。自然界中几丁质可被细菌高效降解。细菌可分泌多种几丁质降解酶类，主要分布在GH18家族和GH19家族中。细菌中几丁质降解酶基因存在明显的基因扩增及多结构域组合现象，不同家族、不同作用模式的几丁质酶系协同作用打破复杂的抗降解屏障，完成结晶几丁质的高效降解。因此，深入分析细菌几丁质酶结构与功能，对几丁质高效降解与高值转化应用具有重要意义。本文介绍了细菌几丁质酶的分类、结构特点与催化作用机制；总结了不同细菌胞外几丁质降解酶系的协同降解模式；针对几丁质酶家族分子改造的研究进展，展望了以结构生物信息学及大数据深度学习为基础的蛋白质工程设计策略在今后改造中的作用，为几丁质酶的设计与理性改造提供新的视角与思路。     

植物几丁质酶的生物功能

几丁质酶(ＥＣ3.2.1.14)是一种能降解几丁质(Ｎ乙酰氨基葡萄糖线性聚物)的糖苷酶。已经发现多种微生物、动物、植物都可产生几丁质酶。就植物而言,几丁质酶不仅存在于被子植物的双子叶植物和单子叶植物,而且也存在于裸子植物及蕨类植物中[1]。在植株中,几丁质酶可分布于根、茎、叶、花器、果实、种子诸器官。种子、根、花器中的几丁质酶含量一般较其它器官高。在正常情况下,植物中几丁质酶活性较低,但经诱导因子诱导,活性会迅速升高。真菌、细菌、病毒的侵染,真菌和植物细胞壁的组成成分,多糖等诱导物,伤害,乙烯,有机分子如水杨酸、氨基酸类…     

昆虫几丁质酶基因的分子特性概述

昆虫几丁质酶是分解昆虫体壁和中肠围食膜几丁质的重要酶类。已从烟草天蛾、家蚕等多种昆虫中分离到几丁质酶的cDNA和DNA序列。昆虫几丁质酶基因有着相似的分子特性,这些特性可为构建杀虫工程菌及转几丁质酶基因植物奠定基础。作者结合自己在该领域的工作,着重就昆虫几丁质酶基因结构特点,基因的拷贝数,基因在体内的时空表达以及异源表达及活性测定等多个方面的研究方法和研究进展进行了较为全面地介绍。     

一种耐热几丁质酶的产生及其稳定性研究

疏绵状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)SY2 在以胶状几丁质为唯一碳源的诱导培养基中产生了胞外几丁质酶.该酶在50℃保温1 h,酶活稳定;65℃时半衰期为25 min;酶液在室温下保存到12周,残余酶活性为45%左右.该酶有较宽的pH范围,3.0～9.0之间保持稳定,pH值为2.5时,仍具有70%的剩余酶活性.Ca2 对几丁质酶的活性有显著的激活作用;高浓度变性剂对酶有抑制作用.结果表明该酶是一种热稳定性高且耐酸碱的新型几丁质酶,能在酸性和高温环境中发挥作用,这些特性赋予了T.lanuginosus几丁质酶在几丁质的生物转化及其它生物技术中极大的应用优势.     

21科41种(变种)植物叶片几丁质酶系的研究

对广州地区常见的21科41种（变种）植物叶片几丁质酶系研究的结果表明,所有受试植物都具有几丁质酶活性。几丁质酶不仅存在于被子植物的双子叶植物和单子叶植物中,而且也存在于裸子植物及蕨类植物中。几丁质酶活性及比活性均较高的有蕹菜、葱、蕨类植物、蒜、茄科植物、玉米、菜豆、番木瓜等。植物一般都具有两种几丁质酶:外切酶和内切酶。几丁质外切酶活性及比活性均较高的有蕨类植物、葱、茄科植物等。几丁质内切酶活性及比活性均较高的有蕹菜、裸子植物等。不同植物几丁质外切酶与内切酶的比例相差较大。有些植物的几丁质酶系以外切酶为主,如茄科植物、大部分豆科植物、番木瓜等;有些植物以内切酶为主,如裸子植物、伞形科植物、蕹菜等;有些植物的外切酶与内切酶含量相差不大。     

几丁质酶及其在抗真菌病基因工程中的应用

真菌病是作物减产的主要原因之一。而植物界大量存在具有离体抑制真菌生长增殖能力的蛋白质,相应基因在转基因植株中表达,可使这些植物产生抗真菌能力。几丁质酶就是其中之一,它能催化几丁质水解,从而抑制真菌的生长增殖。随着对其作用机理、生化特性、表达调控的深入研究,几丁质酶基因转化植株显示出很高的抗真菌能力,正日益成为植物真菌病防治的新途径。围绕几丁质酶在抗真菌病基因工程中的应用,本文对几丁质酶的活性底物,     

谈谈植物中的几丁质酶

几丁质酶及其底物几丁质均广泛存在于自然界.由于几丁质酶及其降解产物在生物学、医学、化学、农业及环境科学等方面的潜在价值而越来越受到重视.着重介绍了几丁质酶的作用原理,植物的几丁质酶基因,植物中几丁质酶的特性以及几丁质酶在植物中的作用和在转基因植物中的应用.     

人致肺纤维化相关因子的克隆和生物信息学分析

几丁质酶是自然界广泛存在的一类降解几丁质的水解酶类,但是直至近些年才在哺乳动物体内发现存在有几丁质酶样蛋白.早年曾于矽肺大鼠中纯化出矽诱导的支气管肺泡灌洗蛋白iSBLP58,体外具有促进人胚肺成纤维细胞2BS增殖的作用,N端测序显示与哺乳动物几丁质酶蛋白家族成员具有高度同源性.生物信息学分析表明,来源于人的结肠、肾和胃的几个表达序列标签(EST)克隆和大鼠的这一蛋白质序列匹配.随后成功地从人肾RNA样品中克隆到一组cDNA,其序列及相应的氨基酸序列彼此高度相似,并与GenBank中的几个人几丁质酶蛋白高度相似.和人基因组序列比较,揭示这些分子可能来自于同一基因,为可变剪切的产物.     

几丁质酶及其在抗植物真菌病害中的作用

几丁质酶 (ChitinaseEc .3.2 .1 4 )广泛存在于植物、动物及微生物细胞和组织中 ,参与多种生理过程。几丁质是构成大多数真菌细胞壁的主要成分。研究发现许多微生物都可以产生几丁质酶。几丁质酶的生物活性可显著抵抗植物真菌病害。对几丁质酶的研究历史和现状进行了综合论述 ,并对几丁质酶及其抗病性、几丁质酶在植物病害生物防治和抗病基因工程中的应用前景进行了展望。     

两端融合表达几丁质结合结构域提高几丁质酶抗真菌活性

【目的】通过两端融合表达几丁质结合结构域来提高几丁质酶的活性和生物防治植物病原真菌能力。【方法】以苜蓿链霉菌(Streptomyces alfalae)ACCC40021中唯一的GH19家族几丁质酶为模板,构建两端融合表达几丁质结合结构域的几丁质酶,并进行原核表达;利用3,5-二硝基水杨酸法(DNS)测定几丁质酶活。【结果】成功构建了CatD_(ChiB) (催化结构域)、rChiB (含N-端几丁质结合结构域)、DChBD_(ChiB)(含两端几丁质结合结构域)三种形式的酶,并在大肠杆菌中得到了高效表达;与CatD_(ChiB)和rChiB相比,DChBD_(ChiB)显著地提高了对α-几丁质、胶体几丁质和黑曲霉几丁质的结合能力和活性;同时增强了其对病原真菌长枝木霉的抑制作用。【结论】两端融合表达几丁质结合结构域是简单有效的提高几丁质酶活性及抗真菌活性的策略。     

昆虫几丁质酶及其在害虫防治中的应用

几丁质是昆虫重要的结构性组分,在昆虫生长发育的各个时期都需要一定量的几丁质来维持其代谢平衡.昆虫几丁质酶可以降解昆虫体壁和围食膜中的几丁质,作为一种潜在的生物杀虫剂在害虫防治方面具有广阔的应用前景.随着对昆虫几丁质酶研究的不断深入,目前已克隆到了30余种昆虫几丁质酶,并应用于转基因作物和基因工程微生物中,对害虫具有一定...     

植物几丁质酶的结构与功能、分类及进化

近年来对几丁质酶的研究越来越深入,资料也愈来愈多,有的植物几丁质酶除具有几丁质酶活性,还具有其它的活性,典型的几丁质酶由－N－端信号区,催化区和C－端延伸区组成,有的还有几丁质结合域,各项能域具有各自的功能,对植物几丁质酶的分类已经过多次改进,目前公认的分成4组9个亚组,有证据表明植物几丁质酶在进化过程中有遗传转座现象,但具有进化过程还有待进一步确证,对几丁质酶与其它一些蛋白的关系的了解有助于理解几丁质酶的起源和进化,由于几丁质酶具有独特的抗真菌特性,因而几丁质酶基因成为目前抗真菌基因工程研究的热之一。     

转几丁质酶基因防植物病害研究:进展、问题与展望

综合评述了近几年转几丁质酶基因防植物病害研究中的发现与进展：（１）至少３１种病原真菌（含变种和专化型）可诱导植物几丁质酶,（２）据称已提纯的植物几丁质酶对立枯丝核菌等真菌呈现了体外抑菌活性;（３）一些生防细菌的防病作用依赖于其几丁质酶基因的存在;（４）数种植物几丁质酶基因和一种细菌几丁质酶基因已被转入水稻、烟草、番茄等植物,一些转基因株系抗病性显著增强;（５）粘质沙雷氏菌的一种几丁质酶基因已被转入荧光假单胞菌和根瘤菌中,转基因细菌对立枯丝核菌有显著抑制作用。就几丁质酶抑菌谱、转基因的策略和研究中存在的疑点进行了分析讨论。建议今后的研究方向应集中在以下几方面：（１）加速转几丁质酶基因或几丁质酶基因与其它基因组合的植物实用化;（２）进一步研究不同基因组合的增效作用及增效机理;（３）查明个别几丁质酶基因的抑菌谱及选择性抑菌机制;（４）转几丁质酶基因或与其它基因的组合于植物内生细菌。     

植物几丁质酶的研究进展

自 1 92 1年Ｆｏｌｐｍｅｒｓ首次从细菌和放线菌中证实水溶性几丁质酶存在以来 ,研究者又相继在多种微生物、植物、动物中分离到几丁质酶。在高等植物中 ,几丁质酶分布于草本植物和木本植物或单子叶植物和双子叶植物 ,主要存在于植物的根、茎、叶、花、果实、种子及胚等部位 ,种子、花器、根中的几丁质酶含量一般高于其它器官[1] 。现以在玉米、水稻、小麦、大麦、棉花、油菜、甜橙等 70多种栽培植物和野生植物中检测到几丁质酶活性[2 ] 。1　几丁质酶的特性及分类定位1 1　几丁质酶的一般特性几丁质酶是一种糖苷酶 ,以几丁质 [(1 ,4) - 2…     

几丁质酶Hevamine的三级结构和催化机理

１．引言几丁质酶存在于各种生物中,有广泛的功能。如含有几丁质酶的细菌可以利用几丁质作为碳源和能量的来源;真菌中的几丁质酶在真菌分裂增殖过程中起着水解细胞壁的作用;在具有几丁质外骨骼的节肢动物中,几丁质酶在其蜕皮过程中发挥着重要作用;植物产生的几丁质酶...