分支杆菌Mycobacterium fortuitum HCCB 003△^1-脱氢酶的初步研究

研究了分支杆菌Mycobacterium fortuitum HCCB 003无细胞PBS抽提液对底物4AD和ADD的转化,发现该菌株中同时存在△^1-脱氢酶和△^1-还原酶,但前者的催化活性远高于后者。同时研究了不同温度及有关金属离子对△^1-脱氢酶活力的影响,发现28℃为该酶的最适温度,以及一定浓度的Fe^2 、Mn^2 、Zn^2 、和Ca^2 对该酶具有激活作用。     

白灵侧耳栽培过程中胞外酶和呼吸酶活及离子流速的研究

研究了白灵侧耳Pleurotus nebrodensis栽培过程中生长发育各阶段的漆酶、羧甲基纤维素酶（CMC酶）、半纤维素酶和淀粉酶等4种胞外酶及苹果酸脱氢酶、葡萄糖-6-脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶等3种呼吸酶的活性变化,同时测定了菌丝表面H+、K+、Ca2+离子流速。结果表明,整个生育期的胞外酶活性变化具有明显的阶段性。漆酶酶活在菌丝生长阶段第28天时达到最大值,纤维素酶和半纤维素酶酶活在子实体生长阶段第107天时达到最大值,子实体收获后活性下降,而淀粉酶活性在各时期均比较低,说明白灵侧耳对木质素类物质利用最早。苹果酸脱氢酶、葡萄糖-6-脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶酶活在后熟期、温差刺激及子实体生长期出现3个峰值。整个栽培周期的菌丝表面H+、K+、Ca2+离子流速各个阶段有不同的变化规律,Ca2+在菌丝生长阶段内流,从后熟期开始外排,K+和H+在整个周期外排;C/N和温度对离子的流速有一定的影响。     

一株产耐酸性α-淀粉酶菌株的鉴定及其酶学性质研究

随着现代淀粉工业的发展,寻找耐酸性新型α-淀粉酶成为研究热点。实验室分离到一株高产耐酸性α-淀粉酶菌株AF1。通过形态学观察法、生理生化特征与16Sr DNA序列分析鉴定出AF1菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。对其酶学性质进行初步研究发现,该酶最适作用温度为75℃,p H为5.0;在温度60℃以下,p H 5.0~7.0范围内酶活比较稳定;Cu2+对酶活有明显抑制作用,K+、Li+、Fe3+则对酶活有轻微抑制作用,Na+、Ca2+、Ba2+、Mg2+和EDTA则对酶活没有明显影响。可见,本研究中的α-淀粉酶是一种不依赖于Ca2+的耐酸性α-淀粉酶,在淀粉加工过程中,不仅不用加Ca2+以维持酶的活性,同时可以不用p H调节,实现在弱酸性条件下淀粉液化和糖化同步进行,从而精简工序,节约成本。     

绿色糖单孢菌-木素过氧化物酶的纯化及酶学性质研究

实验以一株耐热耐碱放线菌--绿色糖单孢菌(Saccharomonospora viridis)为研究对象,从其液体发酵产物中提取木素过氧化物酶(Lignin Peroxidases / LiP),粗酶液经硫酸铵分级沉淀、透析浓缩,最后经过Sephadex G-75柱色谱得到单一的LiP,酶纯度提高了11.06 倍;经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定该酶的分子量约为28.8kD.同时对纯酶的酶学性质进行了初步研究,发现LiP 酶的最适反应温度为50℃,最适反应为7.0 ;在75℃下具有良好的热稳定性,在pH7 ～ 10 范围内有较强的耐受力,保温30min 时酶的半衰期温度为75℃ ;该酶在高温、偏碱性的造纸工业中具有一定应用潜力.金属离子Cu2+、Fe2+、Co2+ 对酶具有明显促进作用,Ca2+、SDS 具有抑制作用;糖含量测定发现该酶为小分子量的糖基化蛋白,含有6.59% 的糖;酶动力学反应测定发现该酶对底物2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的Km 值为0.1057mmol/L.     

小眼虫藻Δ8-脂肪酸脱氢酶基因的克隆及其在酿酒酵母中的表达

Δ8途径是合成多不饱和脂肪酸的替代途径,Δ8-脂肪酸脱氢酶是该途径的关键酶之一。根据已报道的Δ8-脂肪酸脱氢酶基因设计引物,分别从小眼虫藻基因组DNA和cDNA中扩增得到该基因片段,序列分析表明：结构基因长1 266 bp,编码421个氨基酸;该基因没有内含子,比已经报道的Δ8-脂肪酸脱氢酶基因长6 bp,并且N末端序列也有所不同。利用酿酒酵母的载体pYES2.0构建Δ8-脂肪酸脱氢酶表达载体pYEFD,并转化到营养缺陷型酿酒酵母菌株INVSc1中,在选择培养基中筛选得到酿酒酵母转化菌株YD8。YD8在合适的培养条件下,添加外源底物二十碳二烯酸和二十碳三烯酸并诱导基因表达。脂肪酸甲酯气相色谱分析表明小眼虫藻Δ8-脂肪酸脱氢酶基因在酿酒酵母中获得了高效表达,将二十碳二烯酸和二十碳三烯酸分别转化成二高-γ-亚麻酸和二十碳四烯酸,其底物转化率分别达到了31.2％和46.3％。     

甾体微生物转化反应关键酶3-甾酮-Δ1-脱氢酶的研究进展

3-甾酮-Δ~1-脱氢酶是甾体化合物微生物代谢的关键酶,负责催化3-酮基类甾体化合物A环上的C1,2位脱氢反应。其不仅在甾体母核的早期降解途径中发挥重要作用,而且能通过A环C1,2位上双键的导入显著提高甾体化合物的生理活性。本文详细阐述了3-甾酮-Δ~1-脱氢酶在微生物中的种属分布和序列特征、酶的生物学特性、生理作用、催化机理以及分子改造等,为深入研究该酶在甾体生物转化领域中的应用提供重要参考。     

酸性α-淀粉酶的分离纯化与酶学性质研究

纯化了枯草芽胞杆菌xm-1菌株酸性α-淀粉酶,并对其酶学性质进行了研究。通过硫酸铵沉淀和Sephadex G-75凝胶层析将酸性α-淀粉酶粗酶液纯化了32.5倍,活力回收率为10.0%。酶性质测定结果表明,该酸性α-淀粉酶分子量约为60kD,最适反应温度为45℃、最适作用pH5.0,该酶在pH3.4-6.0下稳定,高温耐受性差。Cu2+、Zn2+、EDTA对酶有不同程度的抑制作用,Ca2+和Mn2+对酶具有较强的激活作用。     

绿色木霉耐热β-葡萄糖苷酶分离纯化及酶学性质研究

旨在对绿色木霉-葡萄糖苷酶进行分离纯化并研究其酶学性质。对绿色木霉GIM3.139进行摇瓶发酵,经离心超滤和Sephadex G-200凝胶层析,得到纯化后的β-葡萄糖苷酶,并研究其酶学性质。结果显示,分离纯化组分经PAGE电泳检测达到电泳纯,研究发现,该酶最适反应温度为80℃,热稳定性好,在70-95℃时能长时间保持较高活力,最适p H值为6.5,耐酸碱稳定性好。金属离子中,Fe3+、Mg2+、K+对β-葡萄糖苷酶的活性起抑制作用,其中Fe3+对该酶的抑制作用最为明显,Fe2+、Mn2+对β-葡萄糖苷酶的活性起激活作用,其中Mn2+对β-葡萄糖苷酶的激活作用最为明显。有机溶剂中,甲醇、丙酮对该酶起到激活作用,其中甲醇的激活作用最明显,而乙酸乙酯对该酶具有明显的抑制作用。分离纯化得到了电泳纯的β-葡萄糖苷酶,并掌握了其基本的酶学性质。     

一株产琼胶酶细菌的分离、鉴定及其琼胶酶基本性质

【目的】分离海洋来源的琼胶酶产生菌,对其进行分类鉴定,并研究其所产琼胶酶的基本酶学性质,为琼胶酶的应用研究及开发利用奠定基础。【方法】通过以琼脂为唯一碳源的选择培养基分离产琼胶酶的菌株;利用16S rRNA基因序列分析、表型和生理生化特征对菌株进行鉴定;通过DNS-还原糖法测定琼胶酶活性;利用显色底物法测定琼胶酶的类型;对菌株所产琼胶酶粗酶的酶学性质进行初步研究。【结果】分离到一株产琼胶酶的菌株NTa,16S rRNA基因序列分析显示该菌株属于寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.);该菌株主要产胞外琼胶酶,可分泌α-琼胶酶和β-琼胶酶;琼胶酶粗酶的最适反应温度和pH分别为40℃和7.0,并且琼胶酶在温度低于30℃,pH为7.0-9.0时稳定;Ca2+对琼胶酶粗酶具有促进作用,Ag+、Fe2+、Ba2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+和Fe3+均可不同程度地抑制酶的活性;EDTA对琼胶酶粗酶活性具有抑制作用;琼胶酶粗酶对检测的抑制剂、去垢剂及变性剂有较好的抗性。【结论】海洋细菌Stenotrophomonas sp.NTa是一种新型的产琼胶酶菌株,可同时分泌α-琼胶酶和β-琼胶酶,具有潜在开发利用价值。     

过氧物酶体多功能酶2中固醇载体蛋白2结构域的功能

过氧物酶体多功能酶 (包括Ⅰ型、Ⅱ型 ,简称MFE1、MFE2 )在哺乳类动物的脂类代谢中发挥其重要作用 .MFE1具有 2 烯酰CoA水合酶 1和 (3S) 羟脂酰CoA脱氢酶的活性 ,而MFE2具有 2 烯酰CoA水合酶 2和 (3R) 羟脂酰CoA脱氢酶的活性 ,两者均催化烯酰CoA在过氧物酶体β 氧化途径中的第 2步和第 3步反应 .MFE1与MFE2的氨基酸序列不具有任何同源性 ,并且它们的底物特异性也不相同 .比较哺乳类MFE1及酵母MFE2发现 ,哺乳类MFE2羧基末端带有由 12 5个残基组成的固醇载体蛋白 2 (简称SCP2 )结构域 ,其功能是未知的 .为了研究SCP2结构域在MFE2中的功能 ,将人MFE2、MFE2ΔSCP2 (删除MFE2中的SCP2 )、脱氢酶结构域、水合酶结构域以及SCP2结构域分别在E .coli中表达 ,并经纯化得到相应的重组蛋白 .通过测定 2 烯酰CoA水合酶 2和 (3R) 羟脂酰CoA脱氢酶对烯酰CoA的催化活性发现 ,带有SCP2结构域的重组蛋白的酶活力及催化效率高于删除SCP2的突变体蛋白 .实验结果表明 ,SCP2结构域可能通过增强MFE2与脂酰CoA的结合力 ,使得MFE2发挥最有效的催化活力     

白腐菌产漆酶的纯化及部分酶学性质

对白腐菌W 1产生的漆酶粗酶液通过超滤浓缩、分子筛和离子交换层析进行纯化 .用SDS PAGE证明该酶的分子量大约为 6 2 4kD .等电聚焦电泳显示该酶的等电点为 3 5 .酶反应的最适温度为 5 0℃ ,最适pH值为 4 5 .此酶氧化DMP的Km 值为 3 84× 10 -5mol L .金属离子对酶活的影响很大 ,其中K+ 、Mn2 + 、Ag+ 对酶活有促进作用 ,Fe2 + 、Fe3 + 、Hg2 + 、Co2 + 、Ba2 + 等对酶活有明显的抑制作用 .酶对部分染料也有一定的脱色效果     

荧光假单胞菌短链脱氢酶的克隆、表达及酶学性质分析

为了研究荧光假单胞菌中短链脱氢酶的生理角色和催化特性,从荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens GIM1.49基因组DNA克隆表达了一个短链脱氢酶的编码基因pfd,并分析了该基因产物的酶学性质。基因pfd全长684 bp,编码227个氨基酸,推算分子量为24.2 kDa。将携带短链脱氢酶基因的重组质粒pET28b-pfd转入大肠杆菌BL21(DE3) 进行表达,得到了28 kDa的表达产物。重组荧光假单胞菌短链脱氢酶 (PFD) 能氧化4-氯-3-羟基丁酸乙酯、1-苯乙醇、苯甲醇、仲丁醇和还原4-氯-乙酰乙酸乙酯、2-溴-苯乙酮、4-溴-苯乙酮等底物。以4-氯-3-羟基丁酸乙酯为底物时活力最高,Km值为186.90 mmol/L,Vmax为89.56 U/mg。氧化4-氯-3-羟基丁酸乙酯时,最适反应温度和pH分别为12 ℃和10.5,倾向于利用NAD+作辅酶;而还原4-氯-乙酰乙酸乙酯时,最适温度和pH为24 ℃和8.8,倾向于利用NADPH作辅酶。重组PFD能耐受50％ (V/V) 的甲醇等有机助溶剂,Ca2+ (1 mmol/L) 和EDTA (5 mmol/L) 对其酶活有一定的促进作用。上述结果表明,重组PFD是一个新型的短链脱氢酶,其代谢角色推测与卤代次级醇的氧化降解有关。     

“自我剪切”2A肽介导的Δ-12和ω-3脂肪酸脱氢酶以及过氧化氢酶在转基因小鼠肌肉表达研究

哺乳动物因为缺乏Δ-12和ω-3脂肪酸脱氢酶,不能自身合成必需的多不饱和脂肪酸．目前,通过转基因技术在哺乳动物体内表达ω-3脂肪酸脱氢酶,能将长链的n-6多不饱和脂肪酸转化成n-3多不饱和脂肪酸,造成体内长链的n-6多不饱和脂肪酸含量显著减低．本研究通过自我剪切2A肽介导Δ-12和ω-3脂肪酸脱氢酶(FAT-2和FAT-1)以及人过氧化氢酶(human catalase,hCAT)在小鼠的肌肉同时表达．结果表明,转基因小鼠肌肉中长链n-3多不饱和脂肪酸含量提高2.6倍,长链n-6多不饱和脂肪酸含量没有显著变化,而n-6/n-3比例显著降低(P < 0.01)．同时蛋白质印迹检测到人过氧化氢酶hCAT在小鼠的肌肉组织中表达,且过氧化氢酶活性比野生型小鼠显著提高(P < 0.01)．     

天然巴曲酶的酶学性质研究

目的 研究巴西矛头蝮蛇蛇毒中纯化的天然巴曲酶的酶学性质.方法 测定不同的温度、pH值和金属离子等条件对重组定点突变巴曲酶活性的影响.结果 实验表明,该酶在温度30～40℃,pH 6.5～9.0活性较为稳定;其最适反应温度为37℃,pH为7.5;Mg2+、K+和Ca2+离子对酶活有激活作用,而Cu2+、Fe2+和Zn2+离子对该酶有抑制作用.结论 从蛇毒提取的天然巴曲酶酶学性质比较稳定.     

Δ6-脂肪酸脱氢酶的分子生物学研究进展

包括γ-亚麻酸在内的多不饱和脂肪酸由于在人类健康中的重要作用而成为有价值的产品,目前市场上对γ-亚麻酸的需求持续增长,然而当前来源难以满足市场的需求,寻找合适的替代来源将有助于解决这一问题。Δ⁶-脂肪酸脱氢酶是多不饱和脂肪酸合成途径中的限速酶,这里从Δ⁶-脂肪酸脱氢酶的基因克隆、结构和功能的研究、系统进化和基因工程应用等方面探讨了Δ⁶-脂肪酸脱氢酶的研究进展。     

酿酒酵母脂酰-?9脱氢酶亚细胞定位表达及其对烟草脂肪酸合成的影响

以烟草Nicotiana tabacum L.为宿主植物,分别在细胞质内质网和质体内定位表达酿酒酵母Saccharomyees cerevisiae脂酰-CoA-Δ9脱氢酶(ScΔ9D),以期提高植物组织中棕榈油酸(16∶1Δ9)的积累量和分析该酶不同亚细胞定位表达对油脂代谢的影响。与野生型和空载体(对照)植物相比,转基因烟草植株叶片中单不饱和的棕榈油酸及顺式十八碳烯酸(18∶1Δ11)含量明显提高,而饱和的棕榈酸(16∶0)含量相应减少,多不饱和的亚油酸(18∶2Δ9,12)和亚麻酸(18∶3Δ9,12,15)含量亦降低。ScΔ9D质体定位表达烟叶中棕榈油酸及顺式十八碳烯酸含量分别是ScΔ9D细胞质内质网定位表达烟叶的2.7和1.9倍。这表明酵母脂酰-Δ9脱氢酶能在高等植物细胞中正确催化棕榈酸(16∶0)转化为棕榈油酸(16∶1Δ9),而且在质体内表达的效应显著高于在细胞质内质网上的效应。新建立了一种应用脂酰-CoA-Δ9脱氢酶代谢工程培育植物组织高水平合成积累棕榈油酸等ω-7脂肪酸的策略,有助于在生物量大的烟叶等营养器官中组装ω-7脂肪酸合成途径以生产优质生物燃油。     

芽胞杆菌(Bacillus sp.)YX-1耐有机溶剂葡萄糖脱氢酶的基因克隆与酶学性质

[目的] 从芽胞杆菌(Bacillus sp.)YX-1基因组中克隆出一种有机溶剂耐受型的葡萄糖脱氢酶基因,实现了该基因在大肠杆菌中的高效表达,研究了重组蛋白的酶学性质.[方法] 依据芽胞杆菌属中葡萄糖脱氢酶氨基酸序列的保守性,设计合理引物,钓取来源于Bacillus sp.YX-1的葡萄糖脱氢酶基因,构建诱导型表达载体pET28a-gdh,于大肠杆菌中进行表达.镍柱亲和层析法纯化重组蛋白,考察了重组蛋白的酶学性质.[结果] 葡萄糖脱氢酶基因全长为786 bp,编码261个氨基酸.酶学研究结果表明:该酶最适反应温度为45℃,最适pH值为8.0;具有良好的有机溶剂耐受性,于50％的辛烷、环己烷、癸烷中室温放置1h后,酶活仍能保持90％以上;具有较宽的底物谱,对多种糖均具有一定的催化活性,其中催化D-葡萄糖的活力最高,产生还原型辅酶因子;对辅酶NADH和NADPH具有相似的依赖性,对NAD+和NADP+的催化比活分别为8.37 U/mg和8.62 U/mg.[结论]利用生物信息学成功地挖掘出Bacillus sp.YX-1一种耐有机溶剂的葡萄糖脱氢酶,为氧化还原酶在有机相反应中的的辅酶再生循环提供了新型的生物催化剂.     

差示扫描量热法分析Ca2+对嗜热菌来源的α-淀粉酶热稳定性的影响

采用毛细管差示扫描量热法,分析Ca~(2+)对嗜热菌Anoxybacillus sp.来源的α-淀粉酶AGXA的热稳定性的影响及其机制。脱气后的蛋白样品和缓冲液,分别加入对应的样品池和缓冲液池中,测量温度为10℃～120℃,升温速率为1℃/min。测量结果中,纵坐标为C_p,横坐标为温度,去折叠变化曲线峰最高点对应的横坐标为蛋白质去折叠温度T_m,去折叠变化曲线与对应温度的积分值为热焓变化值ΔH,范特霍夫焓变化值ΔH_v由去折叠变化曲线峰形状决定。根据改进的吉布斯-亥姆霍兹方程计算AGXA的自由能变化值ΔG,绘制AGXA自由能变化与温度关系的稳定性曲线。结果表明:有Ca~(2+)和无Ca~(2+)存在时,AGXA的ΔH_v与ΔH的比值都约等于1.0;有Ca~(2+)时,AGXA的T_m、ΔH和ΔC_p值,分别为77.8℃、292.5 kcal/mol和2.76 kcal·mol~(-1)·℃~(-1);无Ca~(2+)时,AGXA的T_m、ΔH和ΔC_p值,则分别为67.3℃、238.3 kcal/mol和3.81 kcal·mol~(-1)·℃~(-1);有Ca~(2+)时的AGXA,其T_m、ΔH值分别比无Ca~(2+)时的高,ΔC_p值则比无Ca~(2+)时的低。有Ca~(2+)和无Ca~(2+)的α-淀粉酶AGXA的热变性过程皆为不可逆的双态模式,有Ca~(2+)的AGXA,通过增大ΔH和降低ΔC_p的方式提高其热稳定性。研究揭示了Ca~(2+)提高AGXA的热稳定性机制,为进一步扩大该酶的应用提供了理论和实践支撑。     

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的敲除对于谷氨酸棒杆菌V1生理代谢的影响

【目的】L-缬氨酸生物合成的前体物质是丙酮酸。为了增加磷酸烯醇式丙酮酸向丙酮酸的代谢流向,优化L-缬氨酸前体物质的供应,以一株积累L-缬氨酸的谷氨酸棒杆菌V1(Corynebacterium glutamicum V1)为对象,构建磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因敲除的重组菌株C.glutamicum V1-Δpepc,并研究pepc敲除后菌株生理特性的改变。【方法】运用交叉PCR方法得到pepc基因内部缺失的同源片段Δpepc,并构建敲除质粒pK18mobsacB-Δpepc。利用同源重组技术获得pepc基因缺陷突变株C.glutamicum V1-Δpepc。采用摇瓶发酵对C.glutamicum V1-Δpepc进行发酵特性的研究。对谷氨酸棒杆菌模式菌株C.glutamicum ATCC 13032、出发菌株C.glutamicum V1和敲除菌株C.glu-tamicum V1-Δpepc的丙酮酸激酶(Pyruvate kinase,PK)、丙酮酸脱氢酶(Pyruvate dehydro-genase,PDH)、丙酮酸羧化酶(Pyruvate carboxylase,PC)分别进行测定和分析。【结果】PCR验证以及PEPC酶活测定都表明筛选到pepc缺陷的突变菌株C.glutamicum V1-Δpepc,摇瓶发酵结果表明,突变菌株C.glutamicum V1-Δpepc不再积累L-缬氨酸而是积累L-精氨酸达到7.48 g/L。酶活测定结果表明出发菌株的PDH和PC酶活均低于模式菌株C.glu-tamicum ATCC13032和重组菌株C.glutamicum V1-Δpepc,出发菌株的PK与PEPC酶活与模式菌株没有较大的差异。【结论】研究表明,通过切断PEPC参与的三羧酸循环的回补途径,增加磷酸烯醇式丙酮酸向丙酮酸的流向使丙酮酸向TCA循环的流量增加,精氨酸的累积量提高。同时,以丙酮酸为前体的L-缬氨酸和丙氨酸的积累量降低。     

亮氨酸脱氢酶C端Loop区域的理性设计及多酶级联高效合成l-2-氨基丁酸

亮氨酸脱氢酶 (Leucine dehydrogenase,LDH) 是制备l-2-氨基丁酸的关键限速酶,针对该酶的Loop区域进行改造以提高关键酶的酶活及稳定性从而高效合成l-2-氨基丁酸。通过亮氨酸脱氢酶的分子动力学模拟分析均方根涨落 (Root mean square fluctuation,RMSF) 值,对其波动非常明显的Loop区域合理设计以得到比酶活提高的截短突变体EsLDHD2,其比酶活为野生型的123.2%;此外,由于l-2-氨基丁酸制备过程中苏氨酸脱氨酶催化l-苏氨酸制备2-酮丁酸的速率过快导致多酶催化不平衡,因此双拷贝亮氨酸脱氢酶及甲酸脱氢酶以平衡多酶催化速率,构建多酶级联催化的单细胞E. coli BL21/pACYCDuet-RM,其摩尔转化率相较于E. coli BL21/pACYCDuet-RO提高74.6%;对菌株E. coli BL21/pACYCDuet-RM的全细胞转化条件进行优化,其最适pH、温度、底物浓度分别为7.5、35 ℃和80 g/L,此时摩尔转化率大于99%;在1 L转化体系和最适转化条件下分批加入l-苏氨酸80 g和40 g,l-2-氨基丁酸的产量达97.2 g。总之,该策略为l-2-氨基丁酸的制备提供了绿色、高效的合成方法,具有工业化制备药物前体的巨大潜力。