L-异亮氨酸和甘氨酸对大肠杆菌表达与分泌邻苯二酚2,3-双加氧酶的作用

证实了甘氨酸与L-异亮氨酸对大肠杆菌表达邻苯二酚2,3-双加氧酶(CatO_2ase)的促进作用和甘氨酸促使该酶分泌至胞外培养基中的作用.产酶量高低和分泌量多少与培养基种类、甘氨酸和L-异亮氨酸的浓度以及培养时间等因素有关.在甘氨酸存在的情况下,胞壁对溶菌酶的敏感性有所增加,超微形态似有变化,还存在其他物质的伴随分泌,故甘氨酸可能是引起细胞壁结构的改变而导致邻苯二酚2,3-双加氧酶等胞内容物被动分泌至胞外.     

三氯卡班降解菌株Sphingomonas sp. YL-JM2C中多个邻苯二酚双加氧酶的功能

【目的】研究Sphingomonas sp.YL-JM2C菌株的生长特性,确定以三氯卡班作为碳源的生长情况。挖掘菌株YL-JM2C潜在的邻苯二酚1,2-双加氧酶及邻苯二酚2,3-双加氧酶基因,在大肠杆菌(Escherichia coli)中异源表达邻苯二酚双加氧酶基因并研究其酶学性质。【方法】优化S.sp.YL-JM2C菌株以三氯卡班作为碳源时的培养条件,并利用全自动生长曲线测定仪测定菌株生长情况,绘制生长曲线。通过生物信息学方法挖掘潜在的邻苯二酚双加氧酶基因,并分别在Escherichia coli BL21(DE3)中进行异源表达,通过AKTA快速纯化系统纯化蛋白,分别以邻苯二酚、3-和4-氯邻苯二酚为底物检测重组蛋白的酶学特性。【结果】菌株在pH为7.0-7.5时生长最优。在以浓度为4-8 mg/L的三氯卡班做为底物时,菌株适宜生长。当R2A培养基仅含有0.01%酵母提取物和无机盐时,加入终浓度为4 mg/L的三氯卡班可促进菌株生长。挖掘到6个潜在的邻苯二酚双加氧酶基因stcA1、stcA2、stcA3、stcE1、stcE2和stcE3,表达并通过粗酶液分析证明其中5个基因stcA1、stcA2、stcA3、stcE1和stcE2编码的酶均具有邻苯二酚双加氧酶和氯邻苯二酚双加氧酶的活性;纯化酶的底物范围研究揭示了StcA1、StcA2和StcA3均属于Ⅱ型邻苯二酚1,2-双加氧酶,StcE1和StcE2为两个新型邻苯二酚2,3-双加氧酶;它们酶动力学分析研究证明了5个酶对邻苯二酚的亲和力和催化效率最高,4-氯邻苯二酚次之。【结论】在同一菌株中发现了5个具有功能的邻苯二酚双加氧酶基因,stcA1、stcA2和stcA3编码的酶均属于Ⅱ型邻苯二酚1,2-双加氧酶,stcE1和stcE2为两个新型邻苯二酚2,3-双加氧酶编码基因。5个酶均具有催化邻苯二酚和氯邻苯二酚开环反应的功能,这为更好地理解微生物基因组内代谢邻苯二酚及其衍生物氯代邻苯二酚基因的多样性奠定了基础。     

邻苯二酚2,3-双加氧酶的结构和功能研究进展

邻苯二酚是所有芳香族化合物降解过程中的重要的中间产物,其降解有邻位和间位裂解两条裂解途径,分别由邻苯二酚1,2-双加氧酶(C12O)和邻苯二酚2,3-双加氧酶(C23O)催化裂解。本综述简要介绍了邻苯二酚2,3-双加氧酶的结构和功能的研究进展。     

产胞外邻苯二酚1，2-双加氧酶的菌种筛选和发酵条件的研究

从112株细菌中筛选出两株产胞外邻苯二酚1,2一双加氧酶的假单胞菌(Pseubomonassp.)。 进行了该菌产酶的发酵条件试验。产酶的最适温度为30℃,最适起始pH为6．8—7-0。葡萄糖、麦芽糖和甘油对产酶有明显的抑制作用,苯甲酸钠对产酶有促进作用。氨态氮对菌体生长和产酶是必需的。琥珀酸钠是酶形成的有教诱导物。采用0.15％苯甲酸钠培养基(pH6.8—7.0),于30℃振荡培养72h,每毫升发酵液酶活力可达10单位。     

邻苯二酚1,2-双加氧酶的结构、功能及同工酶现象研究进展

邻苯二酚是芳香族化合物多条生物降解途径中共有的一种重要的中间产物,根据开环方式的不同,可分为邻位降解途径和间位降解途径,其中邻位降解途径中的关键酶是邻苯二酚1,2-双加氧酶。本文主要综述了邻苯二酚1,2-双加氧酶的结构、酶学性质,以及它在芳香烃降解菌中存在的同工酶现象及其功能研究进展。     

邻苯二酚2,3—双加氧酶在大肠杆菌的表达与定域

本文在大肠杆菌/枮草芽孢杆菌间的穿梭质粒pTG 402的基础上构建了几个新的带有显色标志基闲xylE的表达质粒,摸索了该基因所编码的邻苯二酚2,3-双加氧酶(CatO_2ase)的表达条件,分析了该酶一级结构与二级结构的亲水性和疏水性,测定了它在大肠杆菌中的产量与分布。结果表明,CatO_2ase与各质粒的表达量不等,表达量高低与培养时间、宿主菌及诱导与否等影响因素有关;表达后有部分酶可在胞外测出,但大部分仍定域于膜内,亲、疏水性分析示该酶不具分泌性蛋白的显著特点。因该酶易于检测和定量,可作为一种选择性标记和监测指示系统在基因工程中推广应用,同时亦为用基因工程菌消除芳烃类化合物的污染提供了理论依据。     

食酸丛毛单胞菌AN3菌株降解苯胺代谢途径的研究

食酸丛毛单胞菌(\%Comamonas acidovorans\%)AN3菌株中降解苯胺的酶类均为诱导酶,在以苯胺为唯一碳、氮源和能源生长的细胞中,含有苯胺双加氧酶、邻苯二酚2,3双加氧酶、2羟基己二烯半醛酸脱氢酶、4草酰巴豆酸脱羧酶和4羟基2酮戊酸醛缩酶等。苯胺双加氧酶作用于苯胺的\%K\%m值和\%V\%\-\{max\}分别为292μmol/L和3.57μmol\5mg\+\{-1\}·min-1;邻苯二酚2,3双加氧酶作用于邻苯二酚的\%K\%m和\%V\%\-\{max\}分别为16.4 mol/L和15.2μmol\5mg\+\{-1\}\5min\+\{-1\}。根据实验结果,推测了该菌株降解苯胺的代谢途径。     

固定化胞外邻苯二酚1，2－双加氧酶的研究

首次将胞外邻苯二酚1,2－双加氧酶固定化,并用于制备顺,顺—己二烯二酸.该固定化酶表观活力高,使用范围扩大,耐酸性及耐碱性都有显著提高,并且使用稳定性好,得到的产物浓度及纯度均较高,酶与产物容易分离,整个工艺简单、独特、新颖,有利于工业化应用.     

微生物降解邻苯二酚的动力学研究

以一株产邻苯二酚双加氧酶的假单胞菌84103为试验菌,对其降解邻苯二酚的动力学进行了研究。结果表明,该降解过程为酶催化反应,测定了反应最适温度、最适pH、饱和菌量、Km值及诱导作用等。     

复合与合成培养基对大肠杆菌胞外生产α-环糊精葡萄糖基转移酶的影响

为实现来源于Paenibacillus macerans JFB05-01的α-环糊精葡萄糖基转移酶（α-CGT酶）的高效胞外表达,以含分泌型信号肽OmpA的大肠杆菌E.coli BL21（DE3）{pET-20b（+）/α-cgt}为研究对象,比较了其在不同诱导条件下复合与合成培养基中生长产酶的规律。结果表明在添加甘氨酸的条件下采用合成培养基,以0.8 g/L/h的乳糖进行流加诱导所得的胞外酶活和生产强度最高。在该条件下发酵30小时后胞外α-CGT酶的环化活性达113.0U/ml（水解活性为79 100.0IU/ml）,是复合培养基胞外产酶的2.3倍,完全满足工业化生产的需求。     

一株苯胺降解菌的分离及其苯胺降解特性的研究

目的:筛选高效苯胺降解菌并研究其降解特性,为利用微生物进行苯胺环境污染物修复奠定基础.方法:利用含苯胺的A15培养基分离筛选苯胺降解菌,探讨苯胺降解最佳条件、降解代谢途径,利用16S rDNA基因扩增测序法对株菌进行分子鉴定.结果:获得了一株以苯胺为惟一碳源、氮源生长的高效苯胺降解菌AN6-4.该菌降解苯胺的最高浓度为2500mg/L,降解苯胺的最适温度和pH值分别为30℃、7.0;该菌在60h内可以将1500mg/L浓度的苯胺完全降解;重金属离子对该菌株降解苯胺有不同程度的抑制作用;代谢机制研究表明,该菌株可以诱导合成邻苯二酚-2,3-双加氧酶并分泌到胞外降解苯胺;16S rDNA基因序列同源性比较结果表明该菌属芽孢杆菌的一种.结论:所获得的苯胺降解菌对于研究苯胺降解机制和苯胺环境污染物的生物修复具有重要的理论和潜在应用价值.     

环羟基化双加氧酶α亚基保守序列的克隆及基因定位

利用PCR法成功地克隆了不动杆菌 (Acinetobacter) L2菌株的环羟基化双加氧酶α亚基保守序列310 bp片段,并对其进行测序.序列分析结果表明该片段与3-苯基丙酸盐双加氧酶α亚基、苯1,2-双加氧酶α亚基、甲苯2,3-双加氧酶α亚基的氨基酸序列同源性分别为72%、75%和78%.Southern杂交将菌株L2的环羟基化双加氧酶α亚基基因定位在L2质粒的不同酶切片段上.     

苯甲酸-1,2-双加氧酶高产菌株的筛选和发酵条件的研究

苯甲酸-1,2-双加氧酶(ECl.13.99.2)催化苯甲酸转化成邻苯二酚。该酶是微生物降解芳香烃的一个关键酶,它催化氧化开环的第一步反应,在研究微生物的芳香烃代谢中占有重要位置。近年来,发现该酶可以用来在工业上合成邻苯二酚以及消除芳环化合物的污     

陶厄氏菌Thauera sp.K11对酚类化合物降解作用及途径研究

旨在分析陶厄氏菌属(Genus Thuaera)中的一株菌株Thauera sp.K11对含酚废水中酚类化合物的降解作用和途径。以石化污水厂分离菌株K11为研究对象,克隆其16S r RNA基因和关键酶基因,并进行系统发育分析,在基因水平探究苯酚降解机理;利用气相色谱技术检测酚类化合物降解效果和苯酚降解机理。结果显示,利用16S r RNA系统学分析发现K11是陶厄氏菌属的一株细菌。该菌对11种酚类化合物具有降解作用,其中5种酚类化合物72 h的降解率90%。克隆并获得了K11的苯酚羟化酶和邻苯二酚双加氧酶基因。酶活性测定表明,K11通过苯酚羟化酶催化苯酚转化为邻苯二酚,然后利用邻苯二酚-2,3-双加氧酶催化产生2-HMSA。陶厄氏菌Thauera sp.K11是一株能够降解多种酚类化合物的菌株,具有较强的酚类污染物降解能力,其通过苯酚→邻苯二酚→2-HMSA途径进行苯酚降解。     

苯酚降解工程菌Bacillus subtilis dqly-2的构建

目的:构建苯酚降解工程菌Bacillus Subtilis dqly-2.方法:选取2株苯酚降解菌,分别为铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa zllf4和枯草芽孢杆菌Bacillus Subtilis BHf3-4,体外扩增Pseudomonas aeruginosa zllf4的邻苯二酚2,3双加氧酶基因(SYJ),并将此基因转入Bacillus Subtilis BHf3-4中,构建基因工程菌,并对野生菌和工程菌降解能力进行比较.结果:作用96h后,工程菌苯酚降解率为96.18％,显著高于野生菌的84.78％.结论:成功构建高效苯酚降解基因工程菌.     

洋葱伯克霍尔德氏菌L68双加氧酶区基因克隆及序列分析

克隆洋葱伯克霍尔德氏菌L68双加氧酶区基因并对其进行序列分析。采用邻苯二酚喷洒方法从洋葱伯克霍尔德氏菌L68的基因文库中筛选到了1株含有双加氧酶区基因的重组子,其重组质粒命名为pB2k。重组质粒pB2k含有8030bp的L68基因片断,经BLAST比对,该片断含有11个与已报道的ORF相近的ORF。在该片断的5’端,ORF1和ORF2分别编码两个转移酶基因,tomA1t、omA2t、omA3和tomA4编码酚羟化酶组份,tomA5编码氧化还原酶,phnT编码铁氧还蛋白,phnE编码邻苯二酚2,3-双加氧酶,ORF3编码未知功能蛋白,phnG编码部分2-羟粘糠酸半醛脱氢酶。     

恶臭假单胞菌ND6菌株catA基因的克隆和表达及其儿茶酚裂解途径探讨

恶臭假单胞菌ND6菌株的萘降解质粒pND6-1中编码儿茶酚1,2-双加氧酶的catA基因在大肠杆菌中进行了克隆和表达,并研究表达产物的酶学性质。结果表明:酶的Km为0.019μmol/L,Vmax为1.434μmol/(min.mg);具有很好的耐热性,在50℃保温45min后仍能够保留酶活力的93.7%;Fe2 对酶活性有显著的促进作用,其比活力是对照反应的292%;酶对4-氯儿茶酚的催化活性非常低,属于Ⅰ型儿茶酚1,2-双加氧酶。以萘为底物生长时,ND6菌株的细胞提取液中既存在催化邻位裂解途径的儿茶酚1,2-双加氧酶活性,也存在催化间位裂解途径的儿茶酚2,3-双加氧酶活性。以苯甲酸、对羟基苯甲酸和苯乙酸为唯一碳源生长时,ND6菌株细胞提取液的儿茶酚1,2-双加氧酶活性远远大于儿茶酚2,3-双加氧酶活性。表明ND6菌株既能通过儿茶酚间位裂解途径降解萘,也能通过儿茶酚邻位裂解途径降解萘,而以苯甲酸、对羟基苯甲酸和苯乙酸为诱导物时只利用儿茶酚邻位裂解途径。     

邻苯二酚-1,2-双加氧酶的催化性质

邻苯二酚-1,2-双加氧酶能催化邻苯二酚的两个羟基之间裂解,生成顺,顺-己二烯二酸,加水很容易转化为尼龙-6,6的原料己二酸。此外,它有极易起化学反应的共轭双键和羧基,可成为新功能树脂的原料。1955年发现邻苯二酚-1,2-双加氧酶,此后进行了大量研究工作,但是直到近几年由于合成顺,顺-己二烯二酸的需要,才引起人们的高度重视。我们对胞外酶产生菌的发酵条件及其所产的邻苯二酚-1,2-双加氧酶性质进行了研究,为工业规模的生产应用作了准备。     

对高效石油降解菌株C_(230)酶活的最适pH和温度的探究

以中国甘肃华庆油田附近被石油污染的土壤中分离得到的六株高效石油降解菌A6、L5、L3、M4、B1、B3为菌种材料。通过对六种菌株进行整细胞破碎处理,研究了在不同的pH值和不同温度条件下的各菌株C23O(邻苯二酚2,3-双加氧酶)酶活。实验结果表明:C230酶的最佳反应pH值为7.5;最适反应温度为35℃。     

蜡状芽孢杆菌菌株Jp-A的分离鉴定及其降解苯酚特性

从某钢铁厂处理废水的活性污泥中驯化分离一株能高效降解苯酚的细菌（Jp-A）.通过形态观察、生理生化实验和16srRNA序列分析,初步鉴定Jp A为蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）.在实验条件下,该菌在16、24和32 h内能将浓度分别为5、10和15 mmol·L^-1的苯酚完全降解,而30 mmol·L^-1的苯酚则完全抑制该菌的生长.该菌也能以甲苯、氯酚类和硝基酚类等芳香烃类物质作为唯一碳源和能源生长.双加氧酶检测表明,其通过间位途径开环裂解苯酚,该途径的关键酶邻苯二酚2,3 双加氧酶主要定位在细胞膜上,为诱导酶,补加葡萄糖能抑制该酶的产生.