定向进化提高嗜热拟青霉J18耐热β-1,3-1,4-葡聚糖酶在酸性条件下的催化能力

应用定向进化技术提高了嗜热拟青霉Paecilomyces thermophila J18耐热β-1,3-1,4-葡聚糖酶(PtLic16A)在酸性条件下的催化能力.结合易错PCR和DNA改组的方法,构建了β-葡聚糖酶的突变体文库;利用刚果红染色法建立了阳性克隆的高通量筛选体系.筛选得到的突变酶PtLic 16AM1的反应最适pH由7.0变化至5.5,且保持了原有的耐热性和比酶活.突变酶的DNA序列中有4个点位发生突变,引发了4处氨基酸替换,分别是T58S、Y110N、G195E和D221G.结构模拟结果显示,发生突变的4个氨基酸位点中,Y110N位置靠近酶活性中心,而T58S、G195E和D221G则离酶活性中心较远,其中T58S、G195E可能对酶最适pH的变化起到了关键作用.     

非解朊栖热菌HG102耐热β-糖苷酶的结构与功能研究

非解朊栖热菌HG10 2耐热 β-糖苷酶为 (β/α)₈桶状结构 ,是具有水解功能和转糖苷功能的单体酶。该酶可以作为一个很好的模型来研究糖苷酶的反应机制、底物特异性和耐热的分子基础。根据对该酶的晶体结构解析和同家族酶的结构比较 ,推测Glu164和Glu338分别是质子供体和亲核基团两个活性位点 ;在α-螺旋N端第一位的脯氨酸和蛋白质外周的精氨酸是耐热机制的关键位点和关键氨基酸残基。为确定这些氨基酸残基的功能 ,通过基因定点突变的方法分别把Glu164、Glu338、Pro316、Pro356、Pro344和Arg325置换成Gln、Ala、Gly、Ala、Phe和Leu ,同时还对Pro316和Pro356进行了双置换。突变酶经过纯化得到电泳纯 ,用CD光谱进行了野生酶和突变酶的结构比较。通过突变酶的酶功能和酶学性质分析 ,结果表明Glu164和Glu338分别是质子供体和亲核基团 ,亲核基团的突变酶TnglyE338A可以合成混合型糖苷键寡糖类似物 ;在α-螺旋N端第一位的Pro316和Pro356以及在蛋白质外周形成离子键的Arg325均是对耐热性有贡献的关键氨基酸残基。     

疏绵状嗜热丝孢菌外切β-葡聚糖酶的基因克隆与酶学特征

【目的】疏绵状嗜热丝孢菌是一种嗜热丝状真菌,具有合成与分泌多种耐热酶的能力,从中找寻酶活高、耐热性能优良的β-葡聚糖酶。【方法】对疏绵状嗜热丝孢菌其中一个外切β-葡聚糖酶的编码基因gln B进行克隆,并在毕赤酵母GS115中表达。【结果】在摇瓶水平上重组菌的产酶活为11.5 U/m L,重组酶在SDS-PAGE中的大小约为48 k D。重组Gln B最适作用温度为65°C,最适作用p H为5.0;在低于50°C或p H 3.0-10.0之间具有良好稳定性。重组酶水解海带三糖,首先生成单糖和二糖,延长酶作用时间,可以进一步将其中的二糖部分水解为单糖。【结论】疏绵状嗜热丝孢菌来源的重组酶Gln B为外切β-葡聚糖酶,具有较好的耐热性能和p H稳定性。     

米曲霉GX0011β-糖基转移酶的化学修饰及活性中心研究

用化学修饰法及其修饰动力学对米曲霉GX0011β-果糖基转移酶的活性中心结构进行了研究。结果表明：NBS、PMSF、EDC能显著抑制酶的活性,底物对这些抑制有明显的保护作用,且残留酶活与修饰剂的浓度相关,抑制均符合拟一级动力学规律,进一步动力学分析,初步认定该酶活性中心包括至少一个丝氨酸（或苏氨酸）、一个色氨酸和一个天冬氨酸（或谷氨酸）残基。pCMB、TNBS能显著抑制酶的活性,但底物对抑制无明显保护作用,推断半胱氨酸和赖氨酸残基可能与维系酶活性中心构象有关,但不是酶活性中心基团。DEPC、AA和NAI对酶的活性抑制作用不明显,排除了组氨酸、精氨酸和酪氨酸残基是该酶活性中心必需基团的可能。     

细菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶分子改造和表达策略

β-1,3-1,4-葡聚糖酶作为一种饲料和食品添加剂有着广泛用途。迄今在杆菌、梭菌、瘤胃细菌、真菌、高等植物中都发现了β-1,3-1,4-葡聚糖酶。综述了细菌来源β-1,3-1,4-葡聚糖酶的性质、结构、分子改造与表达研究进展。     

假单胞菌sp.130 GL-7-ACA酰化酶的核苷酸和蛋白质序列分析

对来源于假单胞菌sp.130的戊二酰-7-氨基头孢烷酸（GL－7－ACA）酰化酶结构基因的全序列及所编码蛋白质的α,β亚基的N末端和C末端的氨基酸序列进行了测定。将蛋白质序列与其他同类的GL－7－ACA酰化酶进行了同源性比较,结果显示该酶与来源于假单胞菌GK16和C427的酰化酶的序列有较高同源性,而与其它同类酰化酶的同源性较低。这些酶的α亚基N－末端差别较大,但是β－亚基的N－末端有较高的保守性。     

米曲霉GX0011β-果糖基转移酶的化学修饰及活性中心研究

用化学修饰法及其修饰动力学对米曲霉GX0011β-果糖基转移酶的活性中心结构进行了研究。结果表明：NBS、PMSF、EDC能显著抑制酶的活性,底物对这些抑制有明显的保护作用,且残留酶活与修饰剂的浓度相关,抑制均符合拟一级动力学规律,进一步动力学分析,初步认定该酶活性中心包括至少一个丝氨酸（或苏氨酸）、一个色氨酸和一个天冬氨酸(或谷氨酸)残基。pCMB、TNBS能显著抑制酶的活性,但底物对抑制无明显保护作用,推断半胱氨酸和赖氨酸残基可能与维系酶活性中心构象有关,但不是酶活性中心基团。DEPC、AA和NAI对酶的活性抑制作用不明显,排除了组氨酸、精氨酸和酪氨酸残基是该酶活性中心必需基团的可能。     

重组超耐热酸性α-淀粉酶的分离纯化及其性质研究

基因工程菌所产生的重组超耐热酸性α-淀粉酶,通过超滤浓缩、脱盐和聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳进行纯化,得到电泳纯的超耐热酸性α-淀粉酶,纯化倍数为11.7,活力回收率为29.8%。用SDSPAGE测得该酶的分子量为55kD,酶的等电点pI(室温)为5.0,以可溶性淀粉为底物的Km值为1.12gL,用硫酸酚法测得其含糖量为15.4%。该酶的最适反应温度为95℃,最适反应pH值为4.5。在pH4.0～7.0室温放置48h酶活没有变化,110℃保温1h残留60%活力。Cr3 、Fe2 、Cu2 抑制酶的活性,Ca2 对酶活无影响。EDTA和DTT对酶的活性无影响。     

油桐尺蠖核型多角体病毒（羊楼洞株）基因组特性

用多种限制性内切酶单酶切、双酶切分析了油桐尺蠖核型多角体病毒（羊楼洞株）基因组DNA,同时用[α－32p）－dATP对几种酶的酶切产物进行末端标记。结果表明,此株病毒基因组约129kb,组成比较单一。与国内其它分离株基因组大小及酶切电泳图谱均有较大差别。     

微生物1,3-1,4-β-葡聚糖酶蛋白质改造及工业应用研究进展

1,3-1,4-β-葡聚糖酶(E.C.3.2.1.73)是一种重要的工业用酶,其可以通过特异性切割毗邻β-1,3-糖苷键的β-1,4-糖苷键将β-葡聚糖或地衣多糖降解为纤维三糖和纤维四糖。微生物β-葡聚糖酶属于糖苷水解酶家族16,其三维结构为卷心蛋糕状的逆向β-片层结构。文中综述了近些年来β-葡聚糖酶在工业上的应用情况及酶蛋白质工程改造的研究进展,并对其研究前景进行了展望。     

胰岛素对葡萄糖-6-磷酸酶基因转录的调控

葡萄糖－６－磷酸酶（Ｇｌｕｃｏｓｅ－６－ｐｈｏｓ－ｐｈａｔａｓｅ,Ｇ６Ｐａｓｅ,Ｅ．Ｃ．３．１．３．９）是一种膜结合酶,主要存在于肝和肾细胞中的内质网膜及核膜上,其生物功能是催化葡萄糖异生和糖原分解两个代谢途径中由葡萄糖－６－磷酸到葡萄糖的水解反应,是调节生物体内血糖水平的关键酶之一。胰岛素（Ｉｎｓ）通过调控Ｇ６Ｐａｓｅ而调节血糖水平,近年的研究表明,Ｉｎｓ可以通过调控相关酶的基因转录来实现其相应的生理功能。１．Ｇ６Ｐａｓｅ的分子生物学研究肝微粒体Ｇ６Ｐａｓｅ酶系包括活性部分位于内质网腔表面的Ｇ…     

α-辅肌动蛋白与棕榈酸和甘油二脂的相互作用

为了探讨α－ 辅肌动蛋白与甘油二酯（ＤＧ）／ 棕榈油酸（ＰＡ） 的作用机制,利用荧光能量转移、酶切及ＦＴＩＲ 等方法研究了α－ 辅肌动蛋白与ＤＧ／ＰＡ 的作用特性及其构象变化。结果表明,α－ 辅肌动蛋白与外源ＰＡ 有较弱的结合, 且它们的结合具有较强的协同性; 高浓度的ＤＧ 对α－ 辅肌动蛋白与ＰＡ 的结合有一定促进作用。此外,与ＰＡ 结合后α－ 辅肌动蛋白酶切图谱发生了较大变化,其中央区两端的酶切位点受到较强的保护;ＤＧ 可以进一步延长α－ 辅肌动蛋白酶切的保护作用。ＦＴＩＲ 研究表明与ＰＡ 和ＤＧ／ＰＡ 脂质体结合后,α－ 辅肌动蛋白二级结构发生较大变化：结合ＰＡ 后,α－ 辅肌动蛋白部分α－ 螺旋结构转变为β－ 折叠结构;而ＤＧ 可进一步诱导β－ 转角结构的上升     

龙虾甘油醛-3-磷酸脱氢酶结构中的氢键

甘油醛－３－磷酸脱氢酶（ＧＡＰＤＨ）是一种具有别构作用的寡聚酶。根据Ｘ射线晶体学研究得到的中国南海龙虾Ｐ．ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒｈｏｌｏ－ＧＡＰＤＨ高分辩率三维结构显示复杂的氢键结构,对各种类型氢键的分布和几何性质进行了统计分析。这个寡聚蛋白氢键的特性总体上与单体蛋白类似。几乎所有位于亚基间界面的极性侧链都能形成氢键,并满足能量上有利的几何学要求     

2-卤代酸脱卤酶研究进展

2-卤代酸脱卤酶(EC 3.8.1.X)催化2-卤代酸脱卤水解形成相应的2-羟基酸。该类酶不仅能够降解环境中的卤代污染物,而且具有宽广底物谱和高效手性拆分特性,因而在环保和手性中间体的绿色合成中具有广阔应用前景。目前已经对多种2-卤代酸脱卤酶进行生化特性表征,并对酶分子三维结构及催化机制进行了深入研究。文中从2-卤代酸脱卤酶的来源、蛋白质结构与催化反应机制、催化特性及应用方面等研究取得的新进展进行综述,并展望了2-卤代酸脱卤酶的进一步研究方向。     

利用6-磷酸-β-葡萄糖苷酶在低温条件下获得酶-底物复合物实际结构的方法

利用“酶晶体低温抑活底物固定”方法,在?20 ℃条件下,将6-磷酸-β-葡萄糖苷酶 (BglA) 晶体与底物对硝基苯-β-D-吡喃葡萄糖苷-6-磷酸 (pNPβG6P) 进行浸泡试验,通过X射线进行衍射数据收集并处理,获得了完整的底物电子密度图。研究结果表明,在不突变酶中关键基团使酶失活,以及不选用底物类似物替代原有底物的情况下,通过上述方法,可以获得酶与底物复合物的实际结构。该研究结果可为今后低温酶学及复合物中间态的进一步研究提供帮助。     

用于B→O血型改造的不同α-半乳糖苷酶的比较

α 半乳糖苷酶因可水解人B型红细胞表面的α 半乳糖残基 ,使B抗原结构变成O抗原结构 ,而成为B→O血型改造的工具酶 .对可能具有酶解B抗原活性的 3种α 半乳糖苷酶 ,即来源于大豆、咖啡豆和人的α 半乳糖苷酶的结构和功能进行了比较研究 .首先 ,利用序列分析工具对 3种酶蛋白的一级结构和特性进行了比较 ;随后 ,将编码大豆和人的α 半乳糖苷酶的cDNA克隆入毕赤酵母中进行表达 ,对筛选所得表达菌株进行诱导培养 ,并从培养上清中纯化重组的大豆和人α 半乳糖苷酶 ;分别测定大豆、咖啡豆和人α 半乳糖苷酶的生物化学性质以及它们的底物特异性 ;最后 ,以纯化的重组酶对人B型红细胞进行酶解 ,并测定酶解后红细胞的结构与功能 .结果表明 ,人源的α 半乳糖苷酶不适于酶解B抗原 ,而大豆来源的α 半乳糖苷酶不仅可作为B→O血型改造的工具酶 ,而且比咖啡豆来源的α 半乳糖苷酶更具优势     

α-葡萄糖苷酶抑制剂的构效关系

为建立抑制剂与α 葡萄糖苷酶之间的构效关系 ,按照Dixon的方法测定了多种糖及糖衍生物的抑酶性 .共出现 3种Dixon曲线 ,分别代表了 3种不同的酶结合方式 .这些糖和糖衍生物的结构变化 (如羟基构象、C 1位取代基、聚合度等的变化 )都会影响其与酶的结合能力 .结果表明 ,与酶有高结合力的物质需要满足一定的结构要求 ,如恰当的羟基构象、阳离子、共价连接的环形成的半椅状或椅状构型等     

动态残基网络社团视角下的木聚糖酶耐热性分析

木聚糖酶在食品、饲料、造纸和纺织等行业有重要的应用,研究木聚糖酶的耐热性有助于挖掘其潜在的应用领域并提高经济价值。本文通过采用Louvain算法,对来自变铅青链霉菌的常温木聚糖酶(xyna_strli)和嗜热子囊菌的耐热木聚糖酶(xyna_theau)的动态残基相互作用网络进行社团检测,并分析社团演化与木聚糖酶耐热性的关系。结果表明:常温木聚糖酶的末端存在稳定相互作用;以GLU37和LEU5为中心的残基结构稳固了酶的结构。耐热木聚糖酶中,α8′、α8″上的相互作用提升了酶的热稳定性。通过分析稳定社团发现,稳定社团包含酶的末端通过稳定相互作用提高耐热性。相较于常温木聚糖酶,耐热木聚糖酶的稳定社团维持了更多短螺旋和柔性区域的稳定,其在活性位点GLU237附近的残基减少了活性位点与底物接触,提升了稳定性。     

白腐真菌Trametes sp. SQ01漆酶的新功能:转化2-羟基-6氧-6-苯基-2,4-己二烯酸

【目的】利用白腐真菌Trametes sp.SQ01漆酶转化2-羟基-6氧-6-苯基-2,4-己二烯酸(HOPDAs),可以帮助我们进一步了解漆酶新的催化特性及解决多氯联苯降解过程中HOPDAs的积累问题。【方法】利用紫外可见光谱分析法,研究了漆酶对8种不同取代基的HOPDAs的转化情况,并对漆酶的稳态动力学参数进行了测定。【结果】漆酶可以在没有任何中介物的条件下催化HOPDAs,并生成无色的物质,尤其是漆酶可以催化3,8,11-3Cl HOPDA,而这一物质几乎不能被BphD和Rhodococcus sp.R04转化。稳态动力学分析表明,在5种HOPDAs中,10-Cl HOPDA是漆酶的最适底物,其Km与HOPDA和8-Cl HOPDA相近。尽管3,10-2F HOPDA并不是漆酶的最适底物(Km=17.02μmol/L),但是它的转化效率(kcat/Km)是最高的。【结论】漆酶可以有效转化多种HOPDAs,这为多氯联苯的降解提供一种新的思路。     

微生物源α-半乳糖苷酶的研究进展

介绍了微生物源α-半乳糖苷酶的生理生化特性、合成调控机制的研究进展情况及其在食品、饲料、医药工业等领域的一些应用。Α-半乳糖苷酶均是糖蛋白,不同来源的α-半乳糖苷酶的作用基质特异性差别较大,作用基质特异性差别是由蛋白质部分N-末端氨基酸序列决定的。不同微生物来源的α-半乳糖苷酶其最佳作用条件、pH稳定性及耐热性差异较大。微生物α-半乳糖苷酶是一种诱导酶,其合成受多个基因的调控,高浓度的葡萄糖能抑制其合成。