7-木糖紫杉烷糖基水解酶Lxyl—pl-1及Lxyl-pl-2的催化特性

糖基水解酶Lxyl-pl－1和Lxyl-p1-2是天然药物活性物质与功能国家重点实验室,卫生部天然药物生物合成重点实验室克隆自真菌香菇的重组蛋白,具有β-木糖苷酶／β-葡萄糖苷酶双重活性,能专一性水解脱除7-木糖-10-去乙酰紫杉醇等的木糖基,生成的C-7位羟基化产物可以作为前体半合成重要的抗肿瘤药物紫杉醇或其类似物。前期工作显示：Lxyl-p1-1和Lxyl-p1-2的序列同源性高达97％,但后者的催化活性是前者的2倍以上;Lxyl—pl-2水解生色底物PNP-Xyl的最适温度为50℃,最适pH为4．0。为系统地观察两酶的催化特性,在对天然药物活性物质与功能国家重点实验室,卫生部天然药物生物合成重点实验室构建的工程酵母进行培养、诱导7d后冷冻干燥菌体。将冷干的菌体破碎得到蛋白粗提物,再经过Ni亲和色谱和HPLC凝胶色谱法制备和纯化得到Lxyl-p1-1和Lxyl-p1-2重组蛋白。以生色底物PNP-Xyl和PNP-Glc及7-木糖紫杉烷底物7．木糖-10-去乙酰紫杉醇（XDT）与重组酶进行反应,重点测定Lxyl-p1-2水解XDT的最适温度和最适pH,并在最适条件下测定重组酶对不同底物的动力学参数。试验结果表明：Lxyl-pl-2水解底物XDT的最适温度为45％,最适pH为4．5;动力学测定结果显示：Lxyl—pl-1和Lxyl-p1-2的β-葡萄糖苷酶活性均显著高于其β-木糖苷酶活性,这与之前的研究结果相一致;Lxyl-p1-1对于底物PNP-Xyl,PNP-Glc和XDT的kcat／Km值分别低于Lxyl-p1-2对于上述3种底物的kcat／Kan值（0．77s-1×mM-1,1．65s-l×mM-1和-1×mM-lVS．1．67S-1xmM-1,2．85S-1×mM-1和1．07S-1×mM-1）。     

马特链霉菌7-木糖紫杉烷糖基水解酶初步研究

酶法转化7-木糖紫杉烷(7-XDT)为10-脱乙酰基紫杉醇(10-DAT)是目前合成紫杉醇的最主要途径.本研究分离到一株具有产生7-木糖紫杉烷(7-XDT)糖基水解酶能力的马特链霉菌(Streptomyces matensi YUCM 410051),通过酶的最适反应温度、硫酸铵分级沉淀、最适反应pH和酶的有机试剂耐受等研究,发现最适反应温度为25～30℃,硫酸铵分级沉淀酶活在20％～70％的盐浓度时活性最高;粗酶液最适反应pH在6.0～7.5,酶的甲醇耐受浓度和DMSO耐受浓度均为10％.深入研究该酶对开发具有水解7-木糖紫杉烷(7-XDT)中木糖基的酶资源和提高红豆杉中的紫杉烷类化合物的利用率具有重要价值.     

利用天蓝色链霉菌转化7-木糖紫杉烷的研究

紫杉醇是目前临床治疗癌症的一线化疗药物,资源紧张,价格昂贵。7-木糖-10-去乙酰基紫杉醇(7-XDT)在红豆杉中含量可达紫杉醇的10倍,脱除木糖基后生成的10-脱乙酰紫杉醇(10-DAT)经乙酰化可生成紫杉醇。通过木聚糖平板对不同菌株进行筛选,从52株供试微生物中,发现27株在木聚糖平板上生长良好。经转化实验筛选,发现一株天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor YUCM 410115)具有转化7-XDT为10-脱乙酰紫杉醇的能力。菌体细胞经破碎离心后,沉淀及上清液均无转化反应出现,而发酵液的硫酸铵沉淀物则可以转化7-XDT生成10-DAT,表明该菌株能产生一种胞外紫杉醇-7-木糖苷酶,发酵液酶活为6 268U。首次发现天蓝色链霉菌能够产生紫杉醇-7-木糖苷酶,为7-XDT转化生产紫杉醇提供了新的酶源。     

大孔吸附树脂提取7-木糖-10-去乙酰紫杉醇酶解产物10-去乙酰紫杉醇

本研究利用大孔树脂富集7-木糖10-去乙酰紫杉醇的酶解产物10-去乙酰紫杉醇.首先以10-去乙酰紫杉醇(10-DAT)绝对含量为指标,通过HPLC测定比较HP20、XAD4、XAD16、XAD1600四种大孔树脂对10-去乙酰紫杉醇的吸附与解吸性能力,筛选出最佳树脂XAD1600进行实验.最佳的吸附解吸条件为:树脂柱高径比10:1,吸附流速20 mL/min,吸附量23.85 mg/mL,以6倍柱床体积的90%乙醇为洗脱液,洗脱流速20 mL/min.经XAD1600型树脂富集后10-去乙酰紫杉醇回收率达96.5%,含量20.5%.且树脂柱重复使用3次后,其吸附能力仅降低5%.     

美洲大蠊成虫肠道抗细菌共生放线菌的筛选及鉴定

【目的】鉴于野外美洲大蠊Periplaneta americana对恶劣环境适应性强,本研究旨在从云南省大理州的野外美洲大蠊成虫肠道中分离、筛选出抗细菌活性放线菌,为抗生素开发提供菌种资源。【方法】采用涂布平板法和平板划线法对美洲大蠊成虫肠道放线菌进行分离;以金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa、粪肠球菌Enterococcus faecalis、大肠杆菌Escherichia coli和鼠伤寒沙门氏菌Salmonella typhimurium共6种人体病原细菌为指示菌株,采用牛津杯法对分离自这些放线菌的次生代谢产物进行抗菌活性测定;通过形态学特征和16S rRNA基因序列分析,对具有广谱和明显抗菌活性的放线菌进行鉴定,并经16SrRNA基因序列的BlAST同源性比对及系统发育分析确定它们的分类地位。【结果】从美洲大蠊成虫肠道共分离获得41株放线菌。抗菌活性测定结果表明,34株(82.9%)放线菌对至少1种指示病原细菌具有抑制作用,其中有7株对3种以上病原细菌具有抑制作用,9株表现...     

两种新紫杉烷类二萜化合物的研究

从云南红豆杉（ＴａｘｕｓｙｕｎｎａｎｅｎｓｉｓＣｈｅｎｇ ｅｔＬ．Ｋ．Ｆｕ）的树皮中分离鉴定了５ 种化合物。通过理化常数及ＩＲ、ＭＳ、１Ｈ－ＮＭＲ、１３Ｃ－ＮＭＲ分析,鉴定为７－表－紫杉醇Ｂ（Ⅰ）、１,１３－二乙酰基－１０－去乙酰基巴卡亭Ⅲ（Ⅱ）、紫杉醇Ｃ－７－木糖甙（Ⅲ）、紫杉醇（Ⅳ）和３－表－熊果酸（Ⅴ）。其中,Ⅰ和Ⅱ为新化合物     

7-木糖紫杉烷糖基水解酶Lxyl—pl-2基因突变库与高通量筛选体系的构建

对7－木糖紫杉烷糖基水解酶Lxyl－p1－2基因进行定向进化的初步研究,确定易错PCR条件、优化克隆连接方法、建立基于48微孔板高通量筛选模型。利用易错PCR技术对Lxyl－pl－2基因进行随机突变,比较不同浓度M聋’进行易错PCR,每组随机挑取10个克隆进行测序。序列分析表明：在M聋’浓度为7mmol／L条件下,碱基平均突变率为0．12％,即对于Lxyl－p1－2基因（2．4kb）来说,每个基因序列平均有3个碱基突变,达到构建突变文库的频率要求,选择该条件作为易错PCR条件。利用in-fusion技术将Lxyl－p1－2突变基因克隆到pPIC3．5K载体中,获得大量重组突变质粒。该研究优化了in-fusion连接反应中基因片段和载体片段的摩尔比,并探讨了基因片段与载体片段问同源序列长度对in—fusion连接效率的影响。试验结果表明：基因片段与载体片段的摩尔比最佳梯度为5：1;同源序列长度的选择成为影响in—fusion连接效率的关键因素之一。当同源序列长度为100bp时连接效率达到最大值,且显著高于同源序列长度为15～50bp的连接效率,此时阳性重组率提高至90％左右。与常规酶切一连接法相比,in-fusion法具有明显优势,同时将克隆周期由3～4d缩短为1～2d。挑取单菌落,在48微孔培养板上进行培养、诱导表达2d后,取菌液进行酶活测定（底物PNP-Xyl）。以野生型为例,β-木糖苷酶的酶活013405均数μ=3．415,其数据组标准差为δ=±0．078,数值符合正态分布的原理,建立统计学野生型均数分布范围和48微孔板高通量筛选,为后续突变体筛选提供基础。     

头孢菌素C去乙酰基酶产生菌的筛选、酶学性质及产酶条件优化

以7-ACA为底物从土壤中筛选得到一株产头孢菌素C乙酰水解酶的微生物,初步鉴定为红酵母.酶学性质研究表明:静息细胞CAH的最适pH为7.0,最适反应温度为25 ℃;在温度低于40℃保存静息细胞时CAH的稳定性很好,在pH 5.5～8.0的范围内保存静息细胞时CAH比较稳定.产酶条件优化结果为:葡萄糖30g/L,国产酵母...     

从南方红豆杉中筛选和鉴定25株产紫杉烷的内生真菌

为从南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)中分离产紫杉烷的内生真菌,从其幼茎、树皮和叶片中分离纯化了491株内生真菌,经筛选获得25株内生真菌具有产紫杉烷的能力,其中,4株可产紫杉醇、巴卡亭Ⅲ和10-去乙酰巴卡亭Ⅲ,8株能产紫杉醇和巴卡亭Ⅲ,1株能产紫杉醇和10-去乙酰巴卡亭Ⅲ,1株能产巴卡亭Ⅲ和10-去乙酰巴卡亭Ⅲ,6株仅产紫杉醇,5株仅产巴卡亭Ⅲ。根据内生真菌的来源,幼茎中有11株产紫杉烷的内生真菌,叶片中有9株,而树皮中仅有5株。这些菌株的紫杉醇、巴卡亭和10-去乙酰巴卡亭Ⅲ产量分别为0.64~9.87、0.48~3.42和0.20~1.00μg L~(–1)。因此,南方红豆杉中具有紫杉烷类代谢途径的内生真菌来源广,数量多,是研究真菌中紫杉烷类化合物代谢途径的良好材料,也为紫杉烷类抗癌药生产提供了潜在的真菌种源。     

美洲大蠊Per a7基因的克隆、表达及免疫学鉴定

根据原肌球蛋白基因序列设计引物,以我国南方地区美洲大蠊Periplaneta Americana RNA为模板,用RT-PCR方法扩增出852 bp的全长编码片段,经序列分析发现该基因与NCBI公布的Per a7有3个核苷酸发生改变。将目的片段克隆到pET24a(+)表达载体中,在大肠杆菌BL21 Star获得表达,融合蛋白的分子量约为33 kD。利用蟑螂过敏性患者血清对表达产物进行Western blotting检测,出现明显的识别条带,说明表达产物具有IgE结合活性。     

美洲大蠊肠道耐热碱性蛋白酶产生菌筛选及其酶特性

昆虫肠道菌是重要的微生物资源.为拓展微生物酶资源菌种来源,本研究以含Na2 CO3和脱脂奶粉的培养基从美洲大蠊Periplaneta americana(L.)肠道中筛选产碱性蛋白酶的嗜碱细菌,进行形态学和16S rDNA序列鉴定,并分析温度、pH和Na2 CO3对菌株生长的影响;采用福林-酚法和SDS-PAGE酶谱法...     

7-木糖紫杉烷糖基水解酶LXYL-P1-1和LXYL-P1-2活性中心预测及初步的功能分析

7-木糖紫杉烷糖基水解酶LXYL-P1-1和LXYL-P1-2是克隆自真菌香菇的两个双功能酶(序列一致性97%),具有β-木糖苷酶/β-葡萄糖苷酶双重活性,能特异性地水解移除7-木糖-10-去乙酰紫杉醇等紫杉烷上的木糖基。采用生物信息学方法对两个酶蛋白进行酶活性中心预测,初步确定Asp300和Glu529分别为亲核试剂和一般酸/碱催化剂,而Asn172-Gly173-Arg174和Lys207-His208为底物结合结构域。以LXYL-P1-2为研究对象,以毕赤酵母细胞为表达宿主,应用定点突变技术获得了N172A、G173A、R174A、K207A、H208A、D300N和E529Q突变体,并进行了酶活性分析。结果显示:在分别以PNP-Xyl、PNP-Glc和7-木糖-10-去乙酰紫杉醇为底物时,N172A、G173A、R174A、K207A、D300N和E529Q的β-木糖苷酶与β-葡萄糖苷酶活性大幅度下降甚至完全消失;H208A的β-木糖苷酶活性也显著下降,但仍保持98%的β-葡萄糖苷酶活性。其结果初步验证了对上述两个酶蛋白的活性中心的预测,为进一步揭示7-木糖紫杉烷糖基水解酶结构与功能的关系提供了实验依据。     

美洲大蠊3-磷酸甘油醛脱氢酶基因的克隆及表达

旨在通过5’-RACE获得美洲大蠊3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)基因的全长cDNA序列,进行生物信息学分析,构建原核表达载体,诱导重组蛋白表达,为进一步研究其功能奠定基础.通过3’-RACE技术,PCR扩增获取编码美洲大蠊GAPDH蛋白的全长cDNA序列;采用生物信息学方法推导出该序列编码的氨基酸序列及其理化性质;预测信号肽、蛋白疏水性、可溶性、跨膜区结构、二级结构、三级结构,并构建系统发育树;构建原核表达载体pET28a-GAPDH,IPTG诱导重组蛋白表达,并用Histag抗体Western blotting验证.结果显示,美洲大蠊GAPDH基因,其完整阅读框含999个碱基,编码332个氨基酸.序列分析显示,该蛋白与家蚕GAPDH相似性为89％,具有GAPDH保守功能域,经IPTG诱导获得重组蛋白.     

美洲大蠊内生菌的分离鉴定及酶活性、抑菌作用测定

分离美洲大蠊内生细菌并测定菌体的淀粉、纤维素降解酶活性及抑菌特性。对虫体表面消毒,以LB和高氏一号培养基分离虫体内部细菌并进行16S rRNA基因序列分析。变色圈法测定降解酶活性,抑菌圈法测定抑菌活性。结果共分离到11株细菌,4株属于链霉菌属(Streptomyces),6株分别属于肠杆菌属(Enterbacter)、变形菌属(Proteus）、肠球菌属（Enterococcus）、沙雷氏菌属（Serratia）、芽胞杆菌属（Bacillus）和漫游球菌属（Vagococcus）。另有1株菌在NCBI中与肠杆菌的相似度最高, 为95%,可能代表着一个潜在的新种。4株链霉菌均有淀粉和纤维素降解能力。有3株菌对青枯雷尔氏菌有抑制效果。研究结果表明,美洲大蠊内生菌具有某些功能,甚至含有尚未发现的新菌种,是重要的菌种资源。