家蝇几丁质酶MDCht9基因的克隆表达与酶活分析

[目的]对MDCht9基因进行生物信息学分析,构建原核表达载体,获得重组蛋白,并测其酶学活性。[方法]构建邻位连接树研究MDCht9基因的分类归属及其与黑腹果蝇、冈比亚按蚊和致倦库蚊几丁质酶的进化关系,采用生物信息学软件,分析MDCht9基因及编码蛋白的理化性质,信号肽、二级结构等,预测蛋白质的功能;根据其c DNA序列设计引物,PCR扩增,以p ET28(+)为载体构建重组质粒,并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中,异丙硫代-β-D半乳糖苷(IPTG)进行诱导,表达产物用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定,质谱鉴定纯化蛋白。几丁质酶活测定:以4MU-(Glc NAc)3为底物,测定重组蛋白的酶学活性。[结果]系统发育树表明MDCht9基因与果蝇Cht9基因同源性最高,其ORF全长1 401 bp,编码466个氨基酸,理论分子量为50 827. 2 Da,等电点为6. 97,属于亲水性蛋白。MDCht9基因编码蛋白的第1-22氨基酸为信号肽,剪切位点位于第22与第23位氨基酸之间。MDCht9蛋白的功能结构域位于第24-357位氨基酸间,是18家族几丁质糖基水解酶的催化域,第413-466位氨基酸之间的序列为几丁质结合区域。MDCht9蛋白的二级结构及三级结构显示有3种类型:以无规则卷曲为主(Cc),其次为α-螺旋(Hh)和β折叠(Ee)。构建了具有正确序列的MDCht9重组表达质粒,重组蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)中表达;通过亲和层析柱纯化的重组蛋白质谱鉴定,与MDCht9序列一致,提示MDCht9重组蛋白获取成功。酶学活性表明不同浓度的MDCht 9重组蛋白均有几丁质酶活性,而且呈现一定的量效关系,0. 18 mg/m L重组蛋白的4 MU生成量为53. 63 U,0. 045 mg/m L重组蛋白的4 MU生成量为9. 97 U。[结论]采用原核表达系统成功获得MDCht9的重组蛋白,且重组蛋白有较强的酶活性,为进一步研究其功能奠定了基础。     

RNA干扰MDCht9基因的家蝇幼虫的转录组分析

家蝇(Musca domestica)属于双翅目昆虫,广泛分布于世界各地,目前家蝇抗药现象较为严重.为了筛选及挖掘与防治有害医学昆虫相关的分子靶标,本研究以家蝇幼虫为实验对象,采用RNAi方法沉默家蝇几丁质酶MDCht9基因后,分析幼虫mRNA转录组表达变化,初步探讨MDCht9的功能.研究结果表明,在注射dsRNA ...     

棘孢木霉几丁质酶tachi2 基因的原核表达及酶学性质研究

目的:实现棘孢木霉(Trichoderma asperellum)几丁质酶基因tachi2的原核高效表达,研究几丁质酶Tachi2的酶学性质.方法:利用PCR技术扩增得到几丁质酶基因tachi2,将其克隆到原核表达载体pEHISTEV中,测序后,转化大肠杆菌BL21感受态细胞,经异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导后进行Tachi2蛋白的纯化和复性.用纯化的目的蛋白Tachi2进行几丁质酶酶学性质的研究.结果:tachi2基因在重组大肠杆菌中正确表达,其主要以包涵体形式存在;重组蛋白Tachi2分子量约为44kDa,经过纯化和复性后得到的Tachi2有较高的几丁质酶活性.该酶的最适温度为40℃,最适pH值为7.0,几丁质酶在40℃以下比较稳定、pH 6～9时酶有较高活性,受Cu2和Zn2+的强烈抑制.结论:成功实现了棘孢木霉几丁质酶基因tachi2的原核高效表达,表达纯化了重组蛋白,明确了几丁质酶Tachi2的酶学性质,为该几丁质酶的进一步开发利用和深入研究奠定了基础.     

小麦几丁质酶基因的异种表达及其功能鉴定

几丁质酶参与植物的发育及防卫反应,并与人类疾病发生有关.文章研究了小麦几丁质酶基因Wch2经根癌农杆菌介导的烟草瞬间表达和转基因拟南芥的稳定表达,Western杂交及酶活测定证实,瞬间表达的小麦几丁质酶分子量约30 kD,具有降解几丁质多聚物的功能;Wch2在转入拟南芥后表达量高,尖孢镰刀菌接种的鉴定表明,表达Wch2的转基因植株的抗病性显著高于表达绿色荧光蛋白的对照植株.这些结果说明Wch2的异种表达,可用于植物抗病基因工程,以增强植物的抗病性.     

几丁质酶基因的克隆表达及酶学性质

【背景】几丁质是自然界中储藏量仅次于纤维素的有机物,几丁质酶能降解几丁质生成几丁寡糖,实现废弃物的高值化利用,目前菌株产几丁质酶能力低限制了它的生产应用。【目的】克隆弧菌(Vibrio sp.)GR52的几丁质酶基因,实现其在大肠杆菌中的异源表达,对分离纯化的重组几丁质酶进行酶学性质研究。【方法】以弧菌GR52菌株基因组DNA为模板,克隆得到几丁质酶基因GR52-1,构建重组基因工程菌BL21(DE3)/p ET22b-chi GR52-1,诱导表达的产物通过Ni-NTA树脂纯化后进行酶学性质研究。【结果】重组酶的最适反应pH为6.0,在pH5.0-10.0范围内37°C保温1 h仍能保持85%以上的相对酶活力,具有较好的pH稳定性;最适反应温度为50°C,在45°C保温1 h其酶活力基本没有损失,在50°C保温1 h其残余酶活力仍达60%;在1 mmol/L浓度下,Cu~(2+)、Ca2+对该酶具有促进作用,Hg+对该酶具有明显的抑制作用;在5 mmol/L浓度下,Ni+对该酶具有一定的促进作用,Mn~(2+)、Co~(2+)、Li~+、Fe~(2+)、Hg~+、SDS(十二烷基硫酸钠)对该酶具有明显的抑制作用。以胶体几丁质为底物时,动力学参数Km、Vmax、kcat分别为0.85 mg/m L、0.19μmol/(m L·min)和7.02 s-1。底物特异性分析表明该重组酶能特异性降解几丁质。【结论】重组几丁质酶具有良好的酶学性质,为几丁质酶的开发应用奠定基础。     

一种几丁质酶基因的克隆表达及酶解产物分析

【目的】克隆耐冷菌假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.DL-6)的几丁质酶基因并进行原核表达,纯化重组蛋白并研究其酶解产物。【方法】采用PCR扩增法从Pseudoalteromonas sp.DL-6中克隆几丁质酶基因(chi A),连接到表达载体p ET28a,导入Escherichia coli BL21(DE3)进行诱导表达。SDS-PAGE检测几丁质酶Chi A的分子量与纯度,4-甲基伞形酮荧光底物4MU-(Glc NAc)2测定酶活,电喷雾质谱(ESI-MS)检测酶解产物。【结果】chi A基因(Gen Bank登录号KF234015)在大肠杆菌中高效表达,Ni-NTA亲和层析柱纯化几丁质酶Chi A的总活力可达168.68 U。ESI-MS检测结果表明重组蛋白酶解1%胶体几丁质的产物为几丁寡糖。【结论】利用内切几丁质酶Chi A水解几丁质生产几丁寡糖,为其在食品、医药和农业等领域的潜在应用提供有利参考。     

细菌几丁质酶基因的表达调控

几丁质酶可以降解几丁质,广泛存在于各类微生物中。几丁质的降解产物几丁寡糖在医药、食品及农业生防领域有很重要的应用价值及广泛的应用前景。细菌在利用几丁质时,需要先分泌几丁质酶,将几丁质降解成几丁寡糖或单体,再通过特异的转运系统送进细胞而被利用。胞内的几丁质降解产物作为特定的信号分子,可以激活或阻遏相应chi基因的转录,从而影响细菌几丁质酶的合成。在各种调节蛋白及应答元件的参与下,细菌几丁质酶的合成受到精密的控制。文章以链霉菌和大肠杆菌为代表综述了细菌在转运系统和基因表达两个层面上控制几丁质酶合成的最新研究进展。     

烟夜蛾几丁质酶基因的克隆与表达

运用RT-PCR技术扩增编码烟夜蛾Helicoverpaassulta(Guen啨e)幼虫几丁质酶基因的cDNA片段,将其克隆至pMD18-T载体,获得该基因的成熟蛋白阅读框序列。将该基因重组到表达型质粒pGEX-4T-2中,并转化入原核细胞中表达,序列测定结果表明,烟夜蛾幼虫几丁质酶基因的成熟蛋白阅读框全长1338bp,编码445个氨基酸残基,预测分子量和等电点分别为50.1kDa和9.26;推导的氨基酸序列与其近缘种棉铃虫几丁质酶氨基酸序列的一致性达99%,与其他6种昆虫几丁质酶的氨基酸序列也高度一致(65%~76%),并具有几丁质酶的典型特征。将该基因克隆到原核表达载体pGEX-4T-2上并转化BL21,SDS-PAGE和Western印迹分析表明,经IPTG诱导,76kDa附近没有特异蛋白条带出现,表明烟夜蛾几丁质酶基因不能在原核表达载体pGEX-4T-2中表达。     

甘蓝夜蛾两种不同类型几丁质脱乙酰基酶基因的克隆与组织特异性表达

几丁质脱乙酰基酶(chitin deacetylase,CDA)是昆虫几丁质降解酶中的一种酶,可以将几丁质转化为壳聚糖,在昆虫几丁质代谢中具有重要作用.本研究以甘蓝夜蛾Mamestra brassicae5龄幼虫虫体为材料提取总RNA,利用RT-PCR和RACE技术,分别扩增得到甘蓝夜蛾的2类不同几丁质脱乙酰基酶基因的...     

重组毕赤酵母表达棘孢木霉几丁质酶Tachi1的酶学性质研究及表达条件优化

【目的】对转棘孢木霉几丁质酶基因tachi1的毕赤酵母工程菌GS-tachi1-K进行诱导表达,研究重组几丁质酶Tachi1的酶学性质,优化表达条件。【方法】对GS-tachi1-K进行甲醇诱导培养,纯化目的蛋白Tachi1进行几丁质酶酶学性质的研究;通过单因素和正交试验对GS-tachi1-K菌株产几丁质酶Tachi1表达条件进行优化。【结果】GS-tachi1-K表达的几丁质酶Tachi1表观分子量约为44 kDa,酶反应最适的温度和pH分别为50℃和5.5,具有较宽的温度、pH适用范围;50℃以下保持较高的酶活力,在碱性条件下稳定性较差;受Ag+、Hg2+、Cu2+、Fe2+和高浓度的SDS及β-巯基乙醇强烈抑制。该菌株的最佳表达条件为:pH为6.5,甲醇诱导浓度为0.5%,起始细胞浓度为OD600=2,甲醇诱导时间为180 h;几丁质酶Tachi1活力可达17.93 U/mL,蛋白表达量为6.19 g/L。【结论】成功实现了棘孢木霉新几丁质酶基因tachi1的毕赤酵母高效分泌表达,工程菌GS-tachi1-K具有高表达量和表达产物酶活性高两个特点,明确了几丁质酶Tachi1的酶学性质和最佳诱导表达条件,为该几丁质酶及其基因的深入研究和开发利用奠定了基础。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.