芒果过氧化物酶活性的研究

从新鲜芒果中提取酶液,进行过氧化物酶活性的测定,结果表明：芒果酶提取液中过氧化物酶最适ＰＨ值为４．７５,米氏常数Ｋｍ值为３．２３×１０＾－３ｍｍｏｌＨ２Ｏ２／ｍＬ最大反应速度Ｖｍａｘ＝０．２４４Ｏ．Ｄ／ｍｉｎ。在７５℃下加热处理２０ｍｉｎ或８０℃下处理５ｍｉｎ,可使过氧化物酶完全失活。     

金钗石斛过氧化物酶基因的克隆及原核表达

为了获得金钗石斛(Dendrobium nobile)过氧化物酶基因(命名为DnPOD)编码序列,分析该基因的分子特征,掌握该基因原核表达数据,本研究采用同源克隆的方法,以金钗石斛cDNA为模板,设计基因特异性引物克隆DnPOD基因,分析了DnPOD基因结构,将重组质粒pET28α-DnPOD在BL21 (DE3)菌株...     

毛白杨细胞质抗坏血酸过氧化物酶基因的克隆及表达分析

利用同源克隆技术得到1个毛白杨细胞质抗坏血酸过氧化物酶基因,命名为PcAPX。该基因编码249个氨基酸残基,预测分子量为33.01kD。采用原核表达技术在大肠杆菌中表达并纯化该蛋白并进行酶活性分析,结果表明:重组PcAPX蛋白对抗坏血酸(AsA)和过氧化氢(H2O2)有很高的活性,其对抗坏血酸的米氏常数(Km)和最大反应速度(Vmax)分别为(0.71±0.03)mmol·L-1和(0.41±0.02)mmol·L-1·min-1·mg-1;对过氧化氢的Km和Vmax分别为(0.60±0.21)mmol·L-1和(0.35±0.12)mmol·L-1·min-1·mg-1,表明PcAPX对AsA和H2O2拥有较高的催化底物的能力和催化效率。利用实时定量RT-PCR分析毛白杨PcAPX基因的表达模式,结果表明其在老叶中表达量高于新叶、韧皮部、形成层和根部。该研究结果将进一步促进毛白杨APX基因家族成员参与植物生长调控的研究。     

辣根过氧化物酶同功酶C基因克隆及其在大肠杆菌中的表达

无论从应用还是从理论研究角度,辣根过氧化物酶（ＨＲＰ）是一种非常重要的酶．ＨＲＰ基因克隆与表达将有利于更深入研究ＨＲＰ的结构与功能．利用反转录ＰＣＲ从天然植物辣根中分离和克隆编码辣根过氧化物酶同功酶Ｃ（ＨＲＰ－Ｃ）一个ｃＤＮＡ,并测定其序列．结果发现,从基因推导出的氨基酸序列与Ｗｅｌｉｎｄｅｒ报道的辣根过氧化物酶序列有９０．６％的同源性．将该基因连接到表达载体ｐＥＴ－２４ｂ上,利用抗ＨＲＰ多克隆抗体进行Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ,检测有少量目标产物表达．在诱导表达过程中,没有发现细菌生长受抑制或受明显的毒害     

一种新的DyP-type过氧化物酶在大肠杆菌中的重组表达、纯化及鉴定

染料脱色过氧化物酶(DyP-type过氧化物酶)是含有亚铁血红素,能降解各种有毒染料的一类蛋白.为了研究运动发酵单胞菌Zymomonas mobilis ZM4 (ATCC 31821)中一种新的DyP-type过氧化物酶的特点和功能,以Z.mobilis基因组DNA为模板,通过PCR扩增目的基因,克隆到大肠杆菌表达载体pET-21b(+)中.通过ZmDyP与其他DyP-type过氧化物酶的比对,发现它们存在着共同保守氨基酸D149、R239、T254、F256和GXXDG结构基序,说明ZmDyP是Dyp-type过氧化物酶家族的一个新成员.经IPTG诱导大肠杆菌中pET21 b(+)-ZmDyP表达,并将表达的酶进行金属螯合层析纯化.SDS-PAGE分析表明,纯酶分子量为36 kDa,而活性染色显示分子量为108 kDa,表明该酶在活性状态下可能是一个三聚体.光谱扫描显示ZmDyP有一个典型的亚铁血红素吸收峰,说明它是含有亚铁血红素的蛋白.对ZmDyP性质进行了研究,发现以2,2-二氨-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)ABTS为底物,ZmDyP表现出更高的转化效率.这些研究结果丰富了DyP-type 过氧化物酶家族信息,并且为ZmDyP的结构功能和反应机制研究奠定了基础.     

中度嗜盐菌产木聚糖酶发酵条件的研究

中度嗜盐菌在盐碱环境下生长繁殖,其产生的木聚糖酶也同样具有在盐碱环境下发挥作用的特性。本文对一株中度嗜盐菌的产木聚糖酶活性进行了初步研究。研究包括氮源、液体种子接种量、培养温度、pH值、培养时间等因素对该菌株产木聚糖酶能力的影响。结果表明,最佳培养氮源为蛋白胨;最佳产生木聚糖酶的发酵条件是液体种子接种量为6%,温度为35℃,pH值7,培养时间为4 d。     

银离子对辣根过氧化物酶的影响

实验研究Ag 对HRP的影响对检测银的污染有重要意义。以ABTS[2,2-连氮-双-(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)]和H2O2为底物,在pH值5.0的条件下,用分光光度法考察了Ag 存在下的辣根过氧化物酶催化氧化反应。Ag 对辣根过氧化物酶的催化活性显示出抑制作用,并进一步分别探讨了对两种底物的抑制类型和对酶结构的影响。结果表明Ag 对底物H2O2而言,对酶的抑制效应属于反竞争性抑制类型,抑制常数Ki=14.83mmol/L;对底物ABTS而言,对酶的抑制效应属于非竞争性抑制,抑制常数Ki=16.139mmol/L。不同浓度Ag 分别与酶作用后,测定酶的内源荧光光谱。光谱结果表明Ag 影响酶活性的同时也影响酶的构象。     

巴里坤湖和玛纳斯湖嗜盐菌的分离及功能酶的筛选

目的:了解新疆巴里坤湖与马纳斯湖中嗜盐菌及功能酶的多样性。方法:从两湖中采集水样进行菌种分离,采用PCR方法扩增出其16S rRNA基因(16S rDNA),并测定了基因的序列。对分离菌株进行了蛋白酶、淀粉酶、酯酶、脂肪酶、以及纤维素酶的筛选。结果:从两湖水样共分离得到51株嗜盐菌。基于16SrDNA序列的同源性比较和系统发育学分析,发现从两湖分离获得的中度嗜盐菌分别属于Planococcaceae、Bacillacea、Staphylococcus、Halomonadaceae、Salicolaceae以及Pseudomonadacaeae 6个属。分离得到的极端嗜盐古菌属于Halobacteriaceae属。功能酶筛选结果表明产蛋白酶的嗜盐菌共有15株,产酯酶的共有23株,产淀粉酶的共有8株,未获得产脂肪酶和纤维素酶的嗜盐菌。结论:新疆巴里坤湖和马纳斯湖中有丰富的嗜盐微生物资源及酶资源,有重要的研究意义和应用前景。     

共转化大肠杆菌hemA和hemL基因增强小麦过氧化物酶WP1在原核系统中的功能性表达

小麦种子过氧化物酶WP1属于含血红素的植物Ⅲ型过氧化物酶,该酶不仅具有抗真菌活性,而且影响面粉加工品质。为提高WP1在大肠杆菌中的功能性表达,构建了用于提高大肠杆菌内源血红素合成,包含hemA和hemL基因的重组质粒pACYC-A-L,将其分别与包含WP1基因的分泌型和非分泌型表达载体pMAL-p4x-WP1与pET21a-MBP-WP1共同转化大肠杆菌T7 Express菌株;利用直链淀粉(Amylose)亲和层析柱纯化获得MBP-WP1融合蛋白,并以2,2’-联氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为底物检测重组WP1的催化能力。结果表明,含pACYC-A-L的宿主菌28℃诱导12 h后,培养液中5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)含量可达146.73 mg/L,卟啉类物质含量也显著上升。共转化pACYC-A-L和pMAL-p4x-WP1比单独转化pET21a-MBP-WP1获得的重组WP1的比活力提高14.6倍。该研究不仅成功地增强了小麦WP1在大肠杆菌中的功能性表达,同时为其他具有重要生物学功能并含血红素辅基蛋白的功能性表达提供了有益参考。     

外源CdS纳米粒子对大肠杆菌生长的影响

半导体纳米材料在光激发下产生光电子和空穴,会影响微生物生长,其中空穴的氧化性将对菌体造成损伤,而光电子的作用可能会促进微生物代谢。本研究以大肠杆菌(Escherichia coli)作为研究对象,通过OD₆₀₀和菌落形成单位(colony forming unit,CFU)的测定,评价添加外源硫化镉(cadmium sulfide,CdS)纳米粒子后大肠杆菌的生长变化;结合对胞内氧化酶活力、丙酮酸和丙二醛浓度的测定,及相关基因的实时荧光定量PCR分析,说明CdS对大肠杆菌代谢的影响。结果表明,在光照条件下,CdS的加入使大肠杆菌OD₆₀₀提升了32.4%,丙酮酸积累量提高了34.6%;分裂蛋白基因ftsZ上调,并维持在50%以上,三羧酸循环关键酶基因icdA和gltA相对表达量上调86%和103%。这表明微生物可利用半导体光电子,促进自身生长代谢。研究结果有助于加深对纳米粒子与微生物相互作用的认识。     

Influence of process temperature on recombinant enzyme activity in Escherichia coli fed-batch cultures

The influence of proteolysis over recombinant protein quality has been studied using rhamnulose 1-phosphate aldolase (RhuA) production as case example. Progressive induction by means of continuous isopropyl-β-d-thiogalactopyranoside (IPTG) dosage in Escherichia coli fed-batch cultures led to high specific levels of recombinant protein. However, the specific activity profile did not correlate to the specific protein content when the process was run at 37 °C and there was a decrease of the enzyme activity along the induction phase. Specific activity loss depending on the presence of an energy source was observed at short term, but protein degradation due to the action of energy-independent metalloproteases occurred after a longer time period. The effects of lowering the temperature were analysed on both mechanisms, and a reduction of the specific activity loss was observed when the process temperature was decreased to 28 °C. Lower plasmid copy number and specific production rates probably alleviated the metabolic load on host cell during recombinant protein overexpression, and a high increase of the enzyme activity was achieved in high cell density fed-batch cultures under these conditions.     

重组蛋白融合信号肽在大肠杆菌周质空间表达的研究进展

重组蛋白在大肠杆菌中表达时,往往面临着形成包涵体的问题,而重组蛋白若是分泌至周质空间则基本解决了这一问题,周质空间的周质蛋白不仅能帮助重组蛋白正确折叠还有利于二硫键的生成。信号肽是一段由15-30个氨基酸组成,被融合在重组蛋白N端的短肽,按照结构、功能的不同可以划分为N区、H区和C区,具有引导重组蛋白转运至细胞周质空间的作用。本文综述了信号肽的结构组成、作用机理和基本分泌途径,讨论了信号肽的高效转运和筛选方法,总结了在大肠杆菌中重组蛋白融合信号肽实现周质表达的新进展,并对未来高效信号肽选择方面的研究进行了探讨。     

基于转录组分析大肠杆菌响应亚碲酸盐的机制

亚碲酸盐对绝大多数微生物有高毒性,可用作抗菌剂;但其具体毒性机制仍不清楚。【目的】理解亚碲酸盐的毒性机制,揭示亚碲酸盐处理导致的代谢变化。【方法】本研究通过比较转录组分析与挖掘差异转录基因,探讨了大肠杆菌响应亚碲酸盐胁迫的机制。【结果】Escherichia coli MG1655在10μg/mL亚碲酸盐处理1 h后,比较和分析了亚碲酸盐处理组与对照组的转录水平差异,发现细胞呈现一种明显的适应性变化,许多参与重要代谢途径的基因转录水平改变。其中,与核糖体代谢和鞭毛组装相关基因的转录水平发生显著变化,表明这两条途径很可能是亚碲酸盐作用的主要途径。与细胞能动性、金属离子代谢、细胞膜功能相关的基因的转录水平也发生了明显变化,可能是由于其参与了抵抗亚碲酸盐毒性的细胞代谢调节和损伤修复。【结论】本项工作有助于推动亚碲酸盐毒性机理的研究,促进亚碲酸盐的临床应用。     

Expression of hepatitis B virus surface antigen gene in Escherichia coli

Direct expression of hepatitis B virus (HBV) surface antigen (HBsAg) gene under the control of the Escherichia coli tryptophan operon (trp) promoter has been achieved. Synthesis of HBsAg (both complete and lacking its N-terminal segment) as a part of hybrid proteins with the N-terminal portion coded by genes cat, kan or bla is controlled by the appropriate promoters, as well as by the trp promoter. The highest levels of expression, including those for direct synthesis of HBsAg, provide the accumulation of about 10⁵ polypeptide molecules per bacterial cell.     

Morphogenesis of Escherichia coli

Morphogenesis of the rod-shaped Escherichia coli is determined by controlled growth of an exoskeleton made of murein (peptidoglycan). Recent insights in the growth strategy of the stress-bearing murein sacculus has contributed to our understanding of how the required concerted action of murein polymerizing and hydrolyzing enzymes is achieved. The proteins involved are coordinated by the formation of multienzyme complexes. In this review, we summarize the recent results on murein structure and metabolism. On the basis of these findings, we present a model that explains maintenance of the specific rod shape of E. coli.     

在大肠杆菌中拓展合成途径合成异胡椒醇北大核心

天然异胡椒醇作为一种植物来源香料,具有很高的经济价值。目前国内外还未见利用大肠杆菌工程菌株转化生产异胡椒醇的报道。【目的】构建工程菌,采用生物合成方法获得天然香料异胡椒醇。【方法】对来自胡椒薄荷的细胞色素P450家族的柠檬烯-3-羟化酶(LIM3H)基因PM2进行改造,截短LIM3H的N端疏水区,分别添加17α短肽或2B1短肽增加其亲水性,采用CO差示光谱法检测LIM3H活性;将N端疏水区截短后的来自拟南芥(Arabidopsis thaliana)的NADPH-细胞色素P450还原酶基因(trATR)和修饰后LIM3H基因(Modi-LIM3H)融合后表达,最终以柠檬烯为底物进行全细胞转化。【结果】3种N端修饰LIM3H基因均检测到LIM3H表达和异胡椒醇生成,其中17α短肽修饰后的蛋白表达量最高,异胡椒醇产量达到1.94 mg/L。【结论】本研究在大肠杆菌中增加外源LIM3H与ATR,成功催化柠檬烯生成异胡椒醇,为天然异胡椒醇的生产提供了新的方法。     

Expression of the pyranose 2-oxidase from Trametes pubescens in Escherichia coli and characterization of the recombinant enzyme

cDNA-encoding pyranose 2-oxidase (P2O) from Trametes pubescens was sequenced and cloned into Escherichia coli strain BL21/DE3 on a multicopy plasmid under the control of trc promoter. The synthesis of P2O was studied in a batch culture in M9-based mineral medium: the enzyme was synthesized constitutively at 28 °C in amount corresponding to 8% of the cell soluble protein (0.6 U mg⁻¹). Only small portion of P2O (11%) was in the form of non-active inclusion bodies. Purified recombinant enzyme has similar physico-chemical and kinetic parameters with other P2Os. When compared to the expression of p2o of Trametes ochracea, a ratio of the mature enzyme to inclusion bodies found in the same E. coli host at 28 °C is as much as nine times higher. The finding makes the enzyme from T. pubescens preferable for the large-scale production by recombinant bacteria. The difference in amino acid sequences of the P2O from T. ochracea and T. pubescens may explain the favourable trait of the latter enzyme regarding protein folding.     

Run-to-run fed-batch optimization for protein production using recombinant Escherichia coli

A two-phase design approach is introduced to determine the optimal feed rate, fed glucose concentration and fermentation time to maximize protein productivity using recombinant Escherichia coli BL21 (pBAW2) strain. The first phase is applied to determine a primary S-system kinetic model using batch time-series data. Two runs were carried out in the second phase to achieve the maximum protein productivity for the fed-batch fermentation process. The computational results using the S-system kinetic model obtained from the second run are in better agreement with the experiments than those using the kinetic model obtained from batch time-series data. For cross-validation, two extra fed-batch experiments with different feed strategies were carried out for comparison with the optimal fed-batch result. From the experimental results, this approach could improve productivity by at least 3%.     

米曲霉果胶酸酯裂解酶（pectin lyase 1）在原核系统中重组表达

来自米曲霉(Aspergillus oryzae)和黑曲霉(Aspergillus niger)的果胶酸酯裂解酶(pectinlyase)一直被用于传统发酵食品的生产,但自然条件下A.oryzae和A.niger的果胶酸酯裂解酶产量较低。通过RT-PCR的方法,获得不含信号肽的A.oryzaePel1cDNA,将Pel1cDNA连入pET-28a( )载体,构建pET-28a( )-pel1质粒。pET-28a( )-pel1转化Turner(DE3)placⅠ细胞,得到转化子pET-28a( )-pel1-Turner(DE3)placⅠ,表达与6个组氨酸融合的Pel1。进一步对Pel1在E.coli系统中表达的条件进行了研究,在37℃,220r/min条件下,培养pET-28a( )-pel1-Turner(DE3)placⅠ细胞,当OD600至0.8左右时,用500μmol/Lisopropylβ-D-thiogalactogalactop-yranoside(IPTG)进行诱导表达,在15℃和170r/min条件下,继续培养60h后,表达效果最好,产酶可达到400u/mL,是A.oryzae自然条件下产酶量的4000倍,也高于已报道的真菌果胶酸酯裂解酶在真菌体系中重组表达的效果。