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.     

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。     

洋葱伯克霍尔德氏菌产邻苯二酚2,3-双加氧酶的研究

对洋葱伯克霍尔德氏菌L 68生长及产邻苯二酚2,3 双加氧酶(C23D)的条件进行了研究,其最适产酶pH7.2;最适生长温度30～35℃;最适培养时间48h;苯酚浓度0.09%最有利于菌体产酶.对菌株L 68产生的C23D酶进行了纯化,超声波破碎后的细胞提取液经硫酸铵分级沉淀、DEAESepharoseFastFlow层析、Hydroxyapatite层析、SephadexG 150层析后,收率为20%,酶比活力提高了230倍.SDS PAGE检测得到了分子量为(34±1)kDa的蛋白.     

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。     

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。     

耐热邻苯二酚2,3—双加氧酶的高表达,纯化及性质

来自嗜热脂肪芽孢杆菌中的邻苯二酚２,３－双加氧酶显示出较高的热稳定性。为了获得足够量的酶以研究其理化性质并分析热稳定性的分子基础,从克有编码该蛋白质的ｐｈｅＢ基因的Ｅ．ｃｏｌｉ中获取它的高表达产物,经热变性处理,硫酸铵分级沉淀,ＤＥＡＥ－５２离子交换层析,ｐｈｅｎｙｌ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ ＣＬ－４Ｂ疏水层析,得到电泳呈单一条带的酶蛋白,得率１６％以上。该酶是由４个分子量为３６．４ｋＤ的相同亚基组成     

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-双加氧酶显色标志基因研究进展

在微生物学和生物工程研究中,合适的筛选或检测标志系统必不可少。比如用传统的微生物学对某些细菌所做的分离鉴定常根据它们的一些特殊表型来进行。就基因克隆中所用的载体而言,其理想条件之一是要带有一个或几个标志基因,且在标志基因中间或前后有限制性内切酶单一切点,从而有利于不同目的基因的插入、重组质粒的筛选及其他用途。目前常用的选择性标记或指示系统有:各种抗菌素酶系 统,大肠杆菌E1等正选择标记系统和LacZ,淀粉酶基因等显色标志系统。     

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。     

点突变Pro229Ser和Glu243Gly对耐热邻苯二酚2，3—双加氧酶性质的影响

用PCR随机诱变方法,研究氨基酸置换对耐热邻苯二酚2,3-双加养酶性质的影响。比较分析了突变体ro229Ser和Glu243Gly与野生型酶的酶学性质。结果显示点突变Pro229→Ser或Glu243→Gly并未改变酶的最适反应温度（均为60℃）;突变体Pro229Ser（Kcat／Km＝4.89±0.01×10     

倭蜂猴粪便微生物苯酚羟化酶和邻苯二酚1,2-双加氧酶基因多样性研究

【目的】分析倭蜂猴粪便微生物中苯酚羟化酶(Phenol hydroxylase,PH)和邻苯二酚1,2-双加氧酶(Catechol 1,2-dioxygenase,C12O)的基因多样性。【方法】利用简并引物,以倭蜂猴粪便微生物宏基因组DNA为模板,通过PCR扩增,分别构建PH和C12O基因克隆文库,并对克隆进行测序分析。【结果】倭蜂猴粪便微生物来源的PH和C12O基因序列经BLAST比对分析,与GenBank中相应酶的序列一致性分别介于92%?100%和87%?100%。系统进化树分析表明PH基因序列与Neisseria、Burkholderia、Alcaligenes、Acinetobacter 4个属来源的PH序列相关;C12O基因序列全部与Acinetobacter来源的C12O序列相关。序列比对结果表明PH序列具有LmPH (Largest subunit of multicomponent PH)中高保守的两个DEXRH结构域;C12O序列具有能被Ag+和Hg2+抑制的位点(半胱氨酸)。【结论】倭蜂猴粪便微生物来源的PH为多组分PH,其降解苯酚的中间产物邻苯二酚可以被C12O通过邻位开环途径裂解。     

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.     

粪便微生物宏基因组来源的热稳定性邻苯二酚1,2-双加氧酶异源表达及酶学性质

【目的】克隆倭蜂猴粪便微生物宏基因组的邻苯二酚1,2-双加氧酶基因cat PLCgl,并对该酶进行异源表达及酶学特性研究。【方法】利用宏基因组高通量测序技术获得cat PLCgl,并对其氨基酸序列进行分析。将cat PLCgl重组到载体p EASY-E2中并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,研究其酶学性质。【结果】cat PLCgl全长852 bp,G+C含量48%,编码283个氨基酸,理论分子量为33.56 k D。重组Cat PLCgl酶学性质分析显示最适作用p H为7.0,其中在p H 7.0–10.0范围内处理1 h后,酶活剩余90%以上;最适作用温度为40°C,在25°C和40°C条件下稳定性较好,耐受210 h酶活性几乎不变。重组酶在最适条件下的动力学参数K_m、V_(max)和k_(cat)分别为24.9μmol/L、8.3 mmol/(min·g)和13.7 s~(-1);Fe~(2+)、Hg~(2+)、Cu~(2+)、Triton X-100、SDS、Ag+强烈抑制该酶活性,而其它金属离子及有机试剂影响较小。【结论】从倭蜂猴粪便微生物宏基因组中克隆得到邻苯二酚1,2-双加氧酶基因cat PLCgl,并对重组Cat PLCgl酶学性质进行研究,该酶具有较好的热稳定性和耐碱性,在降解环境中的邻苯二酚和生产顺,顺-己二烯二酸方面具有应用潜力。     

色氨酸2,3-双加氧酶调控炎症免疫反应在疾病中的作用

犬尿氨酸代谢通路(kynurenine pathway,KP)是色氨酸代谢的主要途径,参与机体多个病理生理过程.色氨酸2,3-双加氧酶(tryptophan 2,3-dioxygenase,TDO2)是KP的初始限速酶之一,能够催化色氨酸(tryptophan,Trp)使其转化为犬尿氨酸(kynurenine,Kyn)...     

联苯利用节杆菌YC-RL1中2,3-二羟基联苯-1,2-双加氧酶BphC功能验证

【目的】通过节杆菌(Arthrobacter sp.)YC-RL1对多氯联苯降解过程中关键基因bph C的克隆与原核表达,鉴定其编码的2,3-二羟基联苯-1,2-双加氧酶Bph C的酶活特性与功能。【方法】以菌株YC-RL1全基因组为模板进行PCR扩增获得bph C基因,将该基因转入Escherichia coli BL21(DE3)感受态细胞后进行原核表达;利用镍柱亲和层析法对Bph C酶进行纯化并分别测定该酶在不同条件下对底物2,3-DHBP的催化特性,确定其最适反应pH、温度及不同金属离子对酶活特性的影响;进一步根据米氏方程对该酶的动力学参数进行测定与分析。【结果】通过PCR扩增获得了bphC基因,其大小为930 bp;对该基因进行原核表达,所得重组蛋白BphC携带有6个组氨酸标签,经纯化后体外仍具有活性,该酶作用于2,3-DHBP时的最适pH与温度分别为pH 7.4和30°C,且在最适条件下,Fe~(2+)、Cu~(2+)及Cd~(2+)等金属离子可明显促进其酶活作用,但多数金属离子对该酶有不同程度的抑制作用;该酶在与底物2,3-DHBP作用过程中,酶促动力学常数分别为K_m:8.67 mmol/L,V_(max):27.32μmol/s,k_(cat):15.55 s~(–1),k_(cat)/K_m:1.79 L/(mmol·s),其催化效率同有关报道中同类酶的动力学特性比较均有所提高。【结论】菌株YC-RL中的bphC基因对于多氯联苯的生物降解具有至关重要的作用,其编码的BphC是重要的芳香环裂解酶,该酶对其底物具有较高的亲和性,可在体外环境中发挥高效的酶促作用,具有良好的应用价值。     

紫茉莉4,5-多巴双加氧酶基因的克隆和表达

通过同源克隆的方法分离了紫茉莉的4,5-多巴双加氧酶(4,5-Dopa-dioxygenase)基因的cDNA片段,并对该基因能在紫茉莉花发育的5个时期的表达作分析。结果表明,该基因的cDNA片段长度801bp,与甜菜和太阳花的同源性分别为67%和63%。该基因均可在转录水平表达,但在紫茉莉不同发育时期的表达量有一定差异,随着发育时期的推进其表达量逐渐增强。     

吲哚胺2,3-二加氧酶与肿瘤的免疫耐受

肿瘤能引起针对肿瘤相关抗原的免疫耐受,但是其机制不清楚。最新研究表明,吲哚胺2,3-二加氧酶（idoleamine 2,3-dioxygenase,IDO）催化的色氨酸降解代谢与这种免疫耐受有关。肿瘤细胞不仅自身能表达IDO,而且还吸引表达IDO的宿主抗原提呈细胞聚集在肿瘤组织附近。这些特征可能是肿瘤抗原免疫耐受的一个有效机制,而抑制IDO可能成为肿瘤免疫治疗的新策略。