极耐热性阿拉伯糖苷酶基因的表达、纯化及酶学性质研究

采用PCR从海栖热袍菌(Thermotoga maritima)克隆出编码极耐热稳定性阿拉伯糖苷酶基因,以pET20b为表达质粒,与其C末端6个组氨酸标签序列融合,在大肠杆菌中得到高效表达。基因表达产物通过热处理和亲和层析柱纯化后,酶纯度达电泳均一。纯化重组酶稳定性检测表明,阿拉伯糖苷酶活性最适作用温度和最适作用pH分别为90～95℃和pH 5.0～5.5,在pH 4.2～8.2之间酶活力稳定,95℃的半衰期为4h;SDSPAGE测得酶的分子量为56.57 kD,与理论推算值相吻合。在所测定的底物中,阿拉伯糖苷酶仅对对硝基苯阿拉伯呋喃糖苷（pNPAF）有专一性水解作用,其动力学参数Km值为018mmol/L, Vmax为139μmol/min·mg。     

嗜热厌氧乙醇杆菌α-葡萄糖苷酶基因的表达及酶学性质的研究

用PCR方法从嗜热厌氧乙醇杆菌(Thermoanaerobacter ethanolicus)JW200中扩增出编码a-葡萄糖苷酶的基因,将其克隆到大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pTrc99A上并获得表达a-葡萄糖苷酶的大肠杆菌重组菌。重组菌经IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测出蛋白相对分子量约89kDa,经阴离子交换层析和凝胶层析纯化后的a-葡萄糖苷酶最适反应温度为70℃,最适反应pH为5～5.5,且在pH 5.5～6.5之间有较高的稳定性。重组a-葡萄糖苷酶在70℃下105 min后酶活仍达到80%。     

Bacillus pumilus阿拉伯呋喃糖苷酶的重组表达及水解木聚糖的研究

从短小芽孢杆菌中克隆阿拉伯呋喃糖苷酶基因xyn43并重组表达,有利于将该酶分离纯化后应用于其他半纤维素多糖的水解。该研究利用E.coli BL21表达系统对实验室克隆到的短小芽孢杆菌的α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶基因xyn43进行重组表达并分析其酶学性质,将重组α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶Xyn43和来源于棒曲霉突变菌株的商业木聚糖酶联合作用于燕麦木聚糖。结果表明:以燕麦木聚糖为底物,重组α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶Xyn43的最适温度为50℃,最适p H为6.0。该酶在p H 5.0~10.0和45~55℃下较稳定。与木聚糖酶单独作用相比,重组Xyn43酶与商业木聚糖酶同时加入以及先用木聚糖酶水解后加入Xyn43酶,水解产物中的还原糖含量分别增加了16%和20%,木糖含量增加了35%和48%。该结果研究结果表明重组Xyn43酶能够和商业木聚糖酶协同降解燕麦木聚糖,提高水解效率,产生更多的木寡糖,阿拉伯糖和木糖。     

1株高效降解纤维素的槲寄生内生真菌研究

利用刚果红-CMC平板染色法、DNS法从槲寄生内生真菌中筛选获得1株高效纤维素酶产生菌H-3-3,通过分析其菌落形态特征和18S rDNA序列的同源性,将菌株H-3-3鉴定为拟茎点霉属Phom opsissp.;对其酶学性质研究得到：槲寄生内生真菌H-3-3中CMC酶、β-葡糖苷酶、滤纸酶这3种组分酶最适温度均为50℃,β-葡糖苷酶活和滤纸酶活最适pH值均为4.8,CMC酶最适pH值为4.4;3种酶在30～45℃,pH4.0～8.0稳定性较强。金属离子Mn^2＋、Co^2＋、Mg^2＋和Ca^2＋对3组分酶都有不同程度的促进作用,其中以Co^2＋效果最佳;而Ba^2＋、Zn^2＋、Cu^2＋对3组分酶分均表现出明显的抑制作用。     

海鲍分离微生物Acinetobacter sp.酯酶基因的表达和酶学性质

【目的】克隆源于海鲍内脏中一株不动杆菌Acinetobacter sp.的酯酶基因estA,并对其进行重组表达和性质研究。【方法】利用分子生物学技术克隆出酯酶基因estA并构建pPICZα-C-estA重组表达载体,并通过电转化方法将重组质粒转入毕赤酵母X33中;通过甲醇诱导培养重组菌获得重组酯酶,并对重组酯酶进行生化表征。【结果】克隆得到的estA基因序列全长912 bp,编码304个氨基酸;重组X33发酵上清液中酯酶酶活力达到1 200 U/L,重组酯酶的分子量约为33.7 kD;酶学性质研究表明重组酯酶催化底物对硝基苯乙酸乙酯水解反应的最适pH和温度为8.0和40?C,在pH 8.0-10.0温度及小于60?C时具有较好的稳定性。【结论】成功克隆了海洋来源的不动杆菌酯酶基因并在Pichia pastoris中实现了高效表达。     

低温木糖苷/阿拉伯呋喃糖苷酶AX543的基因克隆及性质研究

旨在获得在低温条件下具有高催化能力的低温木糖苷酶,并对其进行异源表达研究和酶学性质分析。利用Touch down PCR和TAIL PCR方法,从枝顶孢菌中克隆得到一个序列新颖的GH43家族双功能木糖苷酶/阿拉伯呋喃糖苷酶基因ax543,该酶基因在毕赤酵母中成功表达。酶学性质分析发现重组酶AX543的最适温度为25℃,在15℃和4℃仍有54%和21%的相对酶活;具有木糖苷酶和阿拉伯呋喃糖苷酶活性,并可以降解木二糖、木三糖、桦木木聚糖、榉木木聚糖和小麦阿拉伯木聚糖;可以与木聚糖酶Xyn11-1协同作用,协同度达1.46;具有高木糖/阿拉伯糖耐受性,抑制常数Ki分别为84.78 mmol/L和54.01 mmol/L。     

嗜热栖热菌α-葡萄糖苷酶基因的表达及酶学性质研究

用PCR方法从嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)HB27中扩增出编码α-葡萄糖苷酶基因hbg,将其克隆到大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pET28a( )上,电击转化E.coliBL21(DE3),获得高效表达hbg基因的大肠杆菌重组菌。重组菌经IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测表达蛋白相对分子质量约为59kD,与预期分子量相符。经镍柱和阴离子交换柱纯化的重组表达的α-葡萄糖苷酶HBG最适温度为95℃,最适pH值为5.0。     

解淀粉芽孢杆菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶的高效表达

目的:克隆解淀粉芽孢杆菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因(bglA)使其在解淀粉芽孢杆菌CICIM B4081中高效表达,并对重组酶进行酶学性质研究.方法:以解淀粉芽孢杆菌(CICIM B4801)染色体DNA为模板,经过PCR扩增得到了大小约为0.8kb的β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因(bglA),构建了重组表达质粒pQ-bglA,通过电转化的方法将其转化人解淀粉芽孢杆菌(CICIM B4801)中.结果:得到了能高效表达β-1,3-1,4-葡聚糖酶的重组解淀粉芽孢杆菌.在250mL摇瓶条件下,重组菌分解地衣多糖的胞外最高酶活达到了1515.7U/mL,重组酶的最适作用温度为55℃,最适反应pH值为6.5.结论:重组菌的β-1,3-1,4-葡聚糖酶的酶活为原始菌株的11.84倍,实现了bglA基因在解淀粉芽孢杆菌中的高效表达.     

CALA在毕赤酵母中的表达、纯化及酶学特性研究

将南极假丝酵母脂肪酶A(cala)基因克隆至组成型表达载体pGAPZαA中,电激转入X-33,获得高效表达的CALA酵母工程菌株.发酵液上清经超滤浓缩、硫酸铵沉淀和阴离子交换层析等步骤,获得纯化的重组CALA,其比酶活达384.90 U/mg.该酶最适温度为70℃,最适pH值为8.0.经50℃保温2 h,仍含有60%水解酶活力;在pH7.0和8.0溶液中比较稳定.经DMSO处理1 h,仍保持90%的活性;非离子型表面活性剂能提高CALA的酶活,金属离子在不同程度上抑制CALA的酶活.     

Solitalea canadensis源β-N-乙酰氨基己糖苷酶的基因克隆、异源表达和酶学特性

【目的】对细菌Solitalea canadensis中编码β-N-乙酰氨基己糖苷酶的基因进行克隆,通过原核表达获得重组β-N-乙酰氨基己糖苷酶,并研究其酶学性质。【方法】以Solitalea canadensis基因组DNA为模板,使用加尾PCR的方法克隆编码β-N-乙酰氨基己糖苷酶的基因,构建含有组氨酸标签的重组表达载体,并将重组质粒导入大肠杆菌BL21(DE3)中进行原核表达。重组蛋白经Ni-NTA纯化,以对硝基苯酚-β-乙酰氨基葡萄糖(pNP-β-Glc NAc)为底物研究其酶学性质,包括最适温度、最适p H以及金属离子和抑制剂的影响。【结果】从菌株Solitalea canadensis克隆得到了β-N-乙酰氨基己糖苷酶基因片段(Gene Bank:WP_014682183.1),全长2586 bp,重组表达所得蛋白表观分子量约为97 k Da,最适pH 6.0,最适温度42°C,但不稳定,半衰期小于5 min。该酶对十二烷基磺酸钠(SDS)敏感,活性受Triton X-100和尿素的抑制。此外二糖分子也能不同程度地抑制该重组酶的活性,特异性抑制剂PugNAc(O-(2-Acetamido-2-deoxy-D-glucopyranosylideneamino)N-phenylcarbamate)对该酶的IC_(50)为2μmol/L。该重组酶蛋白除能水解对硝基苯酚-β-乙酰氨基葡萄糖苷和对硝基苯酚-β-乙酰氨基半乳糖(pNP-β-GalNAc)外,还能对O-链聚糖核心结构Core Ⅱ末端的乙酰氨基葡萄糖进行水解。【结论】本文首次从Solitalea canadensis中克隆得到能水解末端β1-6连接的乙酰氨基葡萄糖而不能水解β1-4连接键的β-N-乙酰氨基己糖苷酶,并对其进行了酶学性质研究和底物特异性分析,为开发高效特异性强的糖链分析工具酶提供理论基础。     

Constituents of the Essential Oil of Chrysanthemum japonense var. debile

One hundred fifty strains of actinomycetes were isolated from soils on plate cultures containing beet arabinan as the sole carbon source. About one-third of the culture fluids were found to have arabinosidase activity. A wild-type strain, Streptomyces sp. No. 17-1, was selected as the best producer of arabinosidase. The highest enzymatic activity was obtained in the culture fluid when the initial pH was adjusted to 9.0. An α-l-arabinofuranosidase was highly purified from the culture filtrate of No. 17-1 by combining column chromatography on DEAE-cellulose, gel filtration on Sephadex G-100, and isoelectric focusing. The molecular weight of the purified enzyme was estimated to be about 92, 000, and its isoelectric point was pH 4.4. The enzymatic activity was maximum at pH 6.0 and was completely inhibited by Hg²⁺. The apparent Km value of the enzyme for p-nitrophenyl-α-l-arabinofuranoside was determined to be 3.6 mM.     

Properties of thermostable hemicellulolytic enzymes from Thermomonospora strain 29 grown in solid state fermentation on coffee processing solid waste

During decaffeination of Coffee Processing Plant Solid Wastes (CPSW) by actinomycetes, Thermomonospora, Strain 29 exhibited high titers of cellulase and xylanase. This organism, originally isolated on soybean seed coat was grown in solid state fermentation on CPSW supplemented with mineral salts. Enzymes recovered were arabinosidase, xylanase, and beta-D-xylosidase. Higher activity of the former two enzymes was in the extracellular broth, whereas the beta-D-xylosidase activity was highest in the cell fraction. The enzymes were characterized after precipitation with (NH(4))(2)SO(4), dialysis, and gel filtration. Production of all three enzymes was inhibited by monomeric sugars and sugar alcohols but not by arabinoxylan, xylans, or xylan containing water insoluble carbohydrates. The optimum pH for the activity was 6.5, 7.0, and 7.5 for beta-xylosidase, xylanase and arabinosidase (alpha-L-arabinofuranosidase, alpha-arabinosidase, alpha-L-arabinosidase) respectively. These enzymes were stable in the pH range of 6.5 to 8.0. All three enzymes were thermostable up to 80 degrees C. At 55 degrees C, arabinosidase had the longest half life of 120 h. However, at 40 degrees C, xylanase had the longest half life (504 h). At either temperature, beta-D-xylosidase had the shortest half life. The molecular weights (kDa), and Kms (mM) were estimated to be 95, 0.27; 45, 12.4; and 106, 0.67 for arbinosidase, xylanase, and beta-xylosidase respectively. Step wise addition of the three enzymes showed higher saccharification of lignocellulosics.     

Increases in α-mannosidase activity in the arbuscular mycorrhizal symbiosis of Allium schoenoprasum

 Mycorrhizal and nonmycorrhizal roots of Allium schoenoprasum were tested for activities of α-mannosidase, β-glucosidase and arabinosidase. Mannosidase activity was higher by a factor of two in mycorrhizal than in nonmycorrhizal root extracts. The apparent molecular weight of the enzyme was 152 kDa and its K_M was 1.25 mM in colonized roots and 1.85 mM in uncolonized roots. α-Mannosidase activity was further characterized by an acid pH optimum and Zn²⁺ dependency. No significant differences could be found between mycorrhizal and nonmycorrhizal roots for β-glucosidase and arabinosidase activities. Accepted: 28 August 1995     

嗜碱芽孢杆菌C-125木糖苷酶基因的表达与酶特征鉴定

嗜碱芽孢杆菌(Bacillus halodurans)C-125菌株的基因组中,一个编码木糖苷酶的基因(BH1068)被克隆并在大肠杆菌中获得高效表达。通过全面分析纯化蛋白,确证了它的木糖苷酶功能。该酶在pH4～9的范围内保持稳定,最适pH值为中性,有较宽的最适温度(35°C～45°C),且能在45°C范围内保持稳定。这些特性使得该酶可在较为宽广的条件下对木聚糖进行酶促降解。该酶对人工合成底物对硝基苯-β-木糖苷(p-nitrophenyl-β-xylose,pNPX)的比活力为174mU/mg蛋白质,且木糖对其反馈抑制较弱(抑制常数Ki为300mmol/L)。结果显示该酶是活性较高且较耐木糖抑制的细菌源木糖苷酶。该酶与商品化的木聚糖酶一起水解山毛举木聚糖(Beechwood xylan)时显示了增效作用,且水解率可获40%。该酶最适pH为中性,对木糖耐受等特性与大多数来源于真菌、最适pH为酸性、对木糖敏感的木糖苷酶将有较好的互补。结果表明该酶在木聚糖或含木聚糖多糖的单糖化过程可能发挥重要作用。     

一株嗜热地衣芽孢杆菌及其产高温淀粉酶的初步研究

从云南腾冲热海热泉中分离到23株产高温淀粉酶的菌株,选取酶活最高的一株菌株进行生长特征、16S rRNA基因测序及系统进化分析表明,该菌株为嗜热的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),并命名为B.1icheniformis Tamy6。该菌株生长范围为37～70℃,最适生长温度为55℃。对该菌所产高温淀粉酶的性质研究表明:该酶在70℃具有最高催化效率,在98℃保温30min,仍有45%的活力,其最适反应pH为5.0。通过Native-PAGE酶谱分析表明菌株Tamy6的粗酶液中含有一种类型的淀粉酶。通过TLC分析水解淀粉产物表明,其产物主要为葡萄糖、麦芽糖及3～5个葡萄糖基的寡糖,说明菌株Tamy6所产淀粉酶为高温α-淀粉酶。     

新型α-半乳糖苷酶的稳定性研究

目的：观察脆弱类杆菌来源的α-半乳糖苷酶（GAL）在不同pH缓冲液、不同温度下的稳定性,以及不同离子及还原剂对酶活性的影响。方法：以GAL对单糖底物对硝基-苯基-α-D-吡喃半乳糖苷（PNPG）的活性为主要检测指标,观察不同离子及还原剂等对酶活性的影响;观察GAL在不同pH缓冲液中和不同温度下的稳定性。结果：钙离子、锌离子、钴离子和高浓度的锰离子增强酶的活性,DTT抑制酶的活性,螯合剂EDTA的加入提高了酶活性。GAL在pH4.6～7.5时保存1 h后稳定性很好,能保持最高活性的90％以上;在4℃～45℃下保存的稳定性最好,45℃开始活性下降。结论：GAL具有很好的温度稳定性和pH稳定性,使其适用于血型转变和异种移植。     

外来入侵植物空心莲子草几丁质酶特性研究

外来入侵植物空心莲子草因其强抗逆性而迅速蔓延,成为有害杂草.拟研究其病程相关蛋白--几丁质酶酶学性质,为探讨该植物的抗逆机理和入侵机制提供理论依据.空心莲子草经乙烯利处理后,其叶片蛋白质提取液在4℃经40～60%饱和硫酸铵溶液沉淀,SephadexG-75洗脱后得几丁质酶液.结果表明:空心莲子草几丁质酶最适反应pH为5.7左右,在pH4.0～8.0均表现稳定,当pH小于4.0和大于8.0时酶活力丧失50%以上,在pH2.0和10.0时没有活力;在30℃-80℃范围内,酶均具较高活性,最适反应温度为70℃左右,温度高于80℃后,酶稳定性下降;当底物浓度小于1.25%时,酶活力随底物浓度的增加而增加,在底物浓度大于1.25%浓度时,活力增加的趋势减缓.结果提示:也许空心莲子草的强抗逆性是因为其几丁质酶具较高的温度耐受性和较大的pH作用范围.     

无花果蛋白酶在阴离子交换树脂上的固定化

无花果蛋白酶通过８％戊二醛活化载体,共价结合到聚苯乙烯阴离子交换树脂ＧＭ２０１上,固定化作用在ｐＨ７．７,酶浓度０．８ｍｇ／ｇ树脂,４℃下进行６ｈ。得到的固定化酶表观Ｋ_ｍ值（酪蛋白,１．１１×１０~（－４）ｍｏｌ／Ｌ）小于溶液酶Ｋ_ｍ值（１．９６×１０~（－４）ｍｏｌ／Ｌ）;固定化酶活性在ｐＨ６～８保持稳定,溶液酶最适ｐＨ为７．２;固定化酶最适温度由溶液酶的５０～６０℃移至３７℃;固定化酶２５℃保持７ｄ,重复水解酪蛋白７次后,保留８３．３％活性。固定化酶对酪蛋白水解度达４７．５％,对大豆球蛋白达１１．６％。     

米曲霉F-81产中性蛋白酶的固定化条件及其特性

以海藻酸钠为载体,戊二醛为交联剂固定化米曲霉F-81产中性蛋白酶,研究了固定化条件及固定化酶的性质。结果表明,固定化的最佳条件为:固定化时间1 h、海澡酸钠浓度4%、戊二醛浓度9%、CaCl2浓度0.7 mol/L。在此条件下固定化的中性蛋白酶活力为游离酶活力的68%。固定化酶的最适作用温度为65℃,最适作用pH值为7.0。60℃下酶稳定性较好,80℃下处理60 min,粗酶中几乎检测不到酶活力;中性蛋白酶pH稳定范围为6.5-9.5。Km值为24.83 mg/mL,最大反应速率Vmax为0.043 12 mg/min。