嗜碱性芽孢杆菌碱性α淀粉酶的纯化和性质

淀粉是高等植物体内碳水化合物的主要储藏形式,广泛存在于谷物、豆类的种子和果实中.α1,4葡聚糖4葡聚糖水解酶(α1,4glucan4glucanohydrolase,EC3.2.1.1),又简称为α淀粉酶(αamylase),能水解淀粉分子内部α1,4葡萄糖苷键,水解产物有糊精、麦芽寡糖、麦芽糖和葡萄糖.它和β淀粉酶、α葡萄糖苷酶、去分枝酶(普鲁兰酶)和异淀粉酶等都属于糖苷水解酶13家族,即α淀粉酶家族[1].α淀粉酶是目前世界上最早生产、产量最大的工业酶制剂品种之一,在食品、纺织、医药和饲料等工业中都有非常重要的应用;其中碱性α淀粉酶常用于洗涤剂和纺织品工业中,…     

环糊精葡萄糖基转移酶的结构特征与催化机理

随着环糊精在食品、医药等领域的应用越来越广,生产环糊精所必需的环糊精葡萄糖基转移酶(CGT酶)已经成为当今研究的热点。特别是近二十年来,国外对该酶进行了比较深入的研究。首先介绍了CGT酶的功能特性与结构特征。CGT酶是一种多功能型酶,能催化三种转糖基反应(歧化、环化和耦合反应)和水解反应,其中,能将淀粉转化为环糊精的环化反应是特征反应;作为α-淀粉酶家族的成员,CGT酶除了具有与α-淀粉酶相同的A、B、C结构域外,还存在D和E结构域。另外,对CGT酶的催化机理包括底物结合方式、转糖苷反应机理以及环化机理等进行了详细的讨论。     

低温、嗜盐α-淀粉酶Amy3的克隆、表达及重组酶性质

【目的】从分离自北极海底沉积物Pseudoalteromonas sp.K8菌株克隆、重组表达α-淀粉酶Amy3,并研究其酶学性质。【方法】基于Pseudoalteromonas haloplanktis TAC125基因组分析,从亲缘关系较近的Pseudoalteromonas sp.K8克隆获得α-淀粉酶基因amy3,以大肠杆菌为宿主进行重组表达,经Ni-NTA亲和层析柱纯化获得重组蛋白Amy3。以可溶性淀粉等为底物,研究Amy3的酶学性质。【结果】Amy3最适催化pH为8.5,在pH 6.5–10.0范围内酶活力维持在40%以上;其在pH 7.5–8.5范围的稳定性较好,pH 8.0条件下的半衰期可达4 h。Amy3在低温下较稳定,25℃半衰期为5 h;最适反应温度为25℃,并且在0℃可以保持50%以上酶活力,显示良好的低温催化特性。NaCl能够有效提升Amy3的酶活力及稳定性;荧光光谱分析表明,NaCl并未引起Amy3酶蛋白三级结构的改变。动力学分析显示,NaCl影响了酶催化的K_m及k_(cat),进而提升了酶的催化效率。底物特异性分析表明,Amy3对支链淀粉的水解能力优于直链淀粉,并能够有效地水解小麦淀粉、玉米淀粉和木薯淀粉。【结论】来源于Pseudoalteromonassp.K8菌株的α-淀粉酶Amy3具有良好的低温催化及嗜盐性,在洗涤、食品、污水处理等行业中有潜在的应用前景。     

苹果果实发育过程中α-淀粉酶的活性、数量变化和亚细胞定位

淀粉降解代谢与种子萌发、叶片光合作用、块根贮藏及肉质果实的发育密切相关.α-淀粉酶是催化淀粉水解的重要酶之一,然而由于它在生活细胞中经常定位于叶绿体或质体之外,与淀粉基质在亚细胞水平上相互隔离,所以该酶在植物活体内的生理功能至今不完全清楚.研究表明,在苹果(Malus domestica Borkh cv. Starkrimson)果实发育过程中,α-淀粉酶活性由低到高,与淀粉含量大致呈现互为消长的变化.Western blotting实验证明,在果实发育过程中,α-淀粉酶的表观数量也是由少到多,与活性的变化一致.利用胶体金免疫电镜定位技术证明,果实内α-淀粉酶主要定位于质体内,其他亚细胞区域内α-淀粉酶分布很少;尤其在果实发育中后期,围绕质体内淀粉粒有高密度的α-淀粉酶分布,说明该酶主要分布于细胞内功能区域.α-淀粉酶优先定位于质体内的亚细胞分布特点在果实整个生长发育期没有变化.随着果实发育的推进,质体内胶体金分布密度显著增加,此结果与Western blotting实验相互印证.推测α-淀粉酶参与了果实细胞内质体中淀粉的水解过程.     

高温α-淀粉酶基因突变体在大肠杆菌、毕赤酵母中的表达

对地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)高温α-淀粉酶(amyE)基因进行改造获得的基因突变体(amyEM),通过PCR扩增,将此基因分别克隆至大肠杆菌表达载体pBV220和毕赤酵母表达载体pPIC9K上,并分别转化大肠杆菌DH5α和毕赤酵母GS115感受态细胞,获得重组大肠杆菌和重组毕赤酵母。通过表达产物的酶活性检测和SDS-PAGE分析,证明突变α-淀粉酶(AmyEM)在大肠杆菌、毕赤酵母中获得有效表达。对重组大肠杆菌产生的α-淀粉酶的粗酶性质分析表明,此酶分子量约为55kDa。其最适反应温度为80℃~90℃,与野生型基因相比,其最适pH均为6.0,但不同的是突变体在pH 5.0~5.5时表现出较高的酶活力;在毕赤酵母细胞的表达产物可分泌至胞外。由于酵母可对蛋白进行糖基化,酶分子量增加到60kDa,最适pH也改变为5.5。此高温α-淀粉酶突变体所具有的在微酸性环境具有较高酶活力的性质,具有重要的潜在工业应用价值。     

GH57家族高温淀粉普鲁兰酶的结构与功能分析

摘要：淀粉普鲁兰酶(E.C. 3.2.1.1/41)同时具有淀粉酶(E.C. 3.2.1.1)和普鲁兰酶(E.C. 3.2.1.41)的功能,属于糖苷水解酶GH13和GH57家族。由于淀粉普鲁兰酶可以同时水解α-1,4和α-1,6糖苷键,在淀粉糖化工业中具有降低生产成本、提高生产效率和提高糖化率的作用。其中高温淀粉普鲁兰酶由于能够在淀粉工业液化条件下同时催化淀粉的液化和糖化反应,因此在淀粉糖化工业中更具有应用价值。另外,淀粉普鲁兰酶的双功能催化机制对酶学研究中也具有重要价值。该文就近年高温淀粉普鲁兰酶的结     

节肢动物α-淀粉酶系统进化树构建及分析

目的:构建节肢动物α-淀粉酶的系统进化树,探讨其进化关系,找出进化树中聚类在一起的α-淀粉酶的特异性序列。方法:在美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)数据库中选取了56个节肢动物的α-淀粉酶氨基酸序列,利用CLUSTALX2.0进行序列比对、MEGA6.0建立进化树,通过BOXSHADE找到聚类的α-淀粉酶特异性序列。结果:56个α-淀粉酶聚类成A、B、C、D四大簇,A簇特异性序列为"VD NHD NQ",B簇特异性序列为"ID NHD NX",C簇特异性序列为"ID NHD NQ",D簇特异性序列为"XGN NHD X"。A、B、C、D四簇都含有保守的NHD(天冬酰胺-组氨酸-天冬氨酸)序列,但序列两端氨基酸种类不同。结论:56个节肢动物α-淀粉酶分为4簇,每簇都有其特异性序列,但都含有保守序列NHD。     

微生物GH13家族淀粉脱支酶研究进展

普鲁兰酶和异淀粉酶都具有典型的(β/α)8桶状结构,属于GH13家族淀粉脱支酶.GH13家族的淀粉脱支酶能够专一、高效地水解淀粉分支部位的α-1,6-糖苷键,可以有效提高淀粉原料利用率和生产效率,在淀粉加工工业中具有重要的应用价值,因此近年来对GH13家族淀粉脱支酶的研究逐渐增多.本文系统地综述了微生物来源的GH13家族淀粉脱支酶的国内外研究进展,分别对普鲁兰酶和异淀粉酶的底物特异性及结构基础、研究现状以及应用和研究新趋势进行了阐述.并对GH13家族淀粉脱支酶研究中存在的问题和下一步开发方向提出了见解.     

枯草杆菌α-淀粉酶的生产

α-淀粉酶是在酒精、酿造、制药、制糖和纺织工业上应用广泛的酶种,也是目前国内外应用最广、产量最大的酶种之一。α-淀粉酶可由微生物发酵产生,也可由植物和动物提取。目前工业生产上都以微生物发酵法为主进行大规模生产α-淀粉酶。我国从1965年开始应用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)BF-7658生产α-淀粉酶,当时仅无锡酶制     

一些理化因子对α淀粉酶构象与活力的影响

用荧光光谱,紫外差示光谱和ＣＤ谱研究了一些理化因子对枯草芽孢杆菌８６３１５α淀粉酶的构象与活力的影响,实验表明,酸变性和碱变性所引起的酶构象变化是不同的;乙醇不降低α淀粉酶活力,但使其构象发生较大变化,α螺旋度从天然酶的２６,１％降到２１．８％,其构象变化不引起活性中心的改变;酶在７０℃处理１０ｍｉｎ后,由原来紧密构象变为松散构象,α螺旋度从２６．１％降到９．０％,酶活性完全丧失;而在０．０２ｍｏｌ／ＬＣａＣｌ_２和０．０２ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ的共同存在下,７０℃处理１０ｍｉｎ,酶活性不变,其荧光光谱和ＣＤ谱接近于天然酶,所以,ＣａＣ_ｌ２和ＮａＣｌ能保护α淀粉酶的构象,使之不受热变性。     

大豆叶片淀粉酶的特性

大豆叶片的α—淀粉酶对SH—反应剂不敏感,在pH3.6时失活Ca~(2 )使它的耐热性提高至70℃.β—淀粉酶对SH—反应剂敏感,耐酸至pH 2.3,耐热至60℃. 随着叶龄的增长α—淀粉酶的同工酶数目增加,此酶在一般情况下不需要添加Ca~(2 ),EDTA对它起不可逆的失活作用,β—极限糊精及Ca~(2 )可排除EDTA对酶的影响。此酶可能是Ca—金属酶,Ca~(2 )与酶结合紧密,它位于酶的活性中心或附近。 在体外,大豆叶片α—淀粉酶可被自身的淀粉粒吸附,但容易被 pH5的醋酸缓冲液洗脱。     

一些理化因子对α淀粉酶构象与活力的影响

用荧光光谱,紫外差示光谱和ＣＤ谱研究了一些理化因子对枯草芽孢杆菌８６３１５α淀粉酶的构象与活力的影响。实验表明,酸变性和碱变性所引起的酶构象变化是不同的;乙醇不降低α淀粉酶活力,但使其构象发生较大变化,α螺旋度从天然酶的２６．１％降到２１．８％,其构象变化不引起活性中心的改变;酶在７０℃处理１０ｍｉｎ后,由原来紧密构象变为松散构象,α螺旋度从２６．１％降到９．０％,酶活性完全丧失;而在０．０２ｍｐ     

甘薯块根细胞中β-淀粉酶主要定位于质体内

淀粉降解代谢与种子萌发、叶片光合作用、块茎和块根贮藏及肉质果实的发育密切相关.体外酶学实验普遍认为,β-淀粉酶是催化淀粉水解的重要酶之一,然而由于其在生活细胞中经常定位于叶绿体或质体之外,与淀粉基质在亚细胞水平上相互隔离,所以该酶在植物活体内的生理功能至今尚不清楚.我们最近首次发现,苹果果实生活细胞中的β-淀粉酶主要定位于质体内,与其淀粉基质居于同一亚细胞区域,但尚不清楚这一现象是否具有普遍性.本研究利用胶体金免疫电镜定位技术证明,甘薯块根生活细胞中的β-淀粉酶也是主要定位于质体内,围绕淀粉粒分布较多,其他亚细胞区域内β-淀粉酶分布很少,说明该酶主要分布于其功能区域.质体内胶体金分布密度随着块根发育的推进显著增加,但β-淀粉酶区隔于质体内的亚细胞分布特点在块根整个生长发育期没有变化.这些结果明确地展示出甘薯块根生活细胞中β-淀粉酶与其淀粉基质居于同一亚细胞区域内,为β-淀粉酶普遍参与植物生活细胞或贮藏器官生活细胞中的淀粉水解提供了证据.     

由α-淀粉酶催化的淀粉降解的产物究竟是什么?

我国现用的植物生理学教材中有些加入了植物碳水化合物代谢的内客,其中有关α-淀粉酶催化淀粉水解的内容在不同的教材中有不同的表述。潘瑞炽、董愚得合编的《植物生理学》上册(1979年高等学校试用教材)第161页和1983年该书第二版第152页:α-淀粉酶可作用于直链淀粉和支链淀粉,……α-淀粉酶可任意断裂螺旋构型的α-1,4-苷键,割裂出含6—7个葡萄糖单位组成的短链。由于这种酶的作用位置是在淀粉分子之内,故亦称为内淀粉酶(endoamylase)。α-淀粉酶不能水解α-1,6-苷键,故作用于支链淀粉时,就会余下1,6结合的分支部分。α-淀粉酶分解直链淀粉和支链淀粉所产     

耐高温α-淀粉酶分子结构与异源表达研究进展

耐高温α-淀粉酶是数千年前即取得工业化应用的重要工业用酶。由于其具有热稳定性好、液化彻底、易保存等优势,在淀粉制糖、味精、啤酒等食品发酵以及纺织印染等行业都有着广泛的应用。本文首先就耐高温α-淀粉酶的菌种来源、结构与功能、α-淀粉酶酶活性提升、基因工程菌的构建等方面已取得的研究成果进行综述,然后对耐高温α-淀粉酶外源表达最新研究成果进行了总结。文章最后分析讨论了在耐高温α-淀粉酶开发方面国内现有水平与国际领先水平的差距,以期为耐高温α-淀粉酶的开发提供参考及思路。相信随着代谢工程和过量表达等技术手段的相继应用及业界的持续努力,我国耐高温α-淀粉酶的开发必将取得飞跃式发展。     

真菌α-淀粉酶的研究进展

真菌α-淀粉酶在现代淀粉糖浆、焙烤制品、啤酒酿制及生料酒精等行业已得到广泛的应用。随着现代制糖工业与发酵工业的发展及其对真菌α-淀粉酶的使用需求,使得真菌α-淀粉酶在现代工业酶制剂中占有重要地位。对真菌α-淀粉酶的研究和利用,为满足国内市场需求、调整我国酶制剂工业结构和带动相关食品或发酵行业的发展等具有重要意义。从真菌α-淀粉的催化机制、来源、异源表达及应用等方面进行了介绍。     

关于多功能酶与多酶复合体的教学

多功能酶与多酶复合体这两个概念有的学生在学习生化时不易分清。究其原因 ,盖由于多酶复合体所含多种酶其分别表现出的酶功能加在一起也有多种所致。实际上这两个概念不仅定义不同 ,而且有其特点可循。多功能酶是指在不同条件下显示不同催化功能的同一种 (酶 )蛋白 ,具体表现在酶所作用的底物和催化的反应在不同条件下是不同的 ,但其氨基酸顺序是不变的。最简单的多功能酶即双功能酶 ,如磷酸果糖激酶 2与果糖二磷酸酶 2 ,分别催化下列两个不同的反应 ,但其氨基酸顺序是一样的 ,只是其中一个较为特殊的Ｓｅｒ—ＯＨ发生磷酸化与否的差别 (该…     

苹果果实发育过程中α—淀粉酶的活性、数量变化和亚细胞定位

淀粉降解代谢与种子萌发、叶片光合作用,块根贮藏及肉质果实的发育密切相关,α-淀粉酶是催化淀粉水解的重要酶之一。然而由于它在生活细胞中经常定位于叶绿体或质体之外,与淀粉基质在亚细胞水平上相互隔离,所以该酶在植物活体内的生理功能至今不完全清楚,研究表明,在苹果（Malus domestica Borkhcv.Starkrimson)果实发育过程中,α-淀粉酶活性由低到高,与淀粉含量大致呈现互为消长的变化。Western blotting实验证明,在果实发育过程中,α-淀粉酶的表观数量也是由少到多,与活性的变化一致,利用胶体金免疫电镜定位技术证明,果实发育过程中,α-淀粉酶的珍观数量也是由少到多,与活性的变化一致,利用胶体金免疫电镜定位技术证明,果实内α-淀粉酶主要定位于质体内,其他亚细胞区域内α-淀粉酶分布很少;尤其在果实发育中后期,围绕质体内淀粉粒有高密度的α-淀粉酶分布,说明该酶主要分布于细胞内功能区域,α-淀粉酶优先定位于质体内的亚细胞分布特点在果实整个生长发育期没有变化,随着果实发育的推进,质体内胶体金分布密度显增加,此结果与Western blotting实验相互印证,推测α-淀粉酶参与了果实细胞内质体中淀粉的水解过程。     

麦芽四糖淀粉酶基因优化表达及酶学性质分析

麦芽四糖淀粉酶是一种新型外切淀粉酶,从淀粉的非还原末端特异地顺序切割第4个α-1,4糖苷键,产物为麦芽四糖,广泛应用于食品、医疗保健等领域.对来自嗜糖假单胞菌(Pseudomonas saccharophila)的麦芽四糖淀粉酶基因序列进行优化,优化前后基因序列同源性达75％.将优化合成的成熟肽基因克隆至原核表达载体pET32a(+)上,转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导,重组蛋白主要以包涵体形式存在.包涵体经变性、复性、多步纯化,获得有活性的麦芽四糖淀粉酶.将麦芽四糖淀粉酶与不同来源的淀粉水解反应,结果表明,该酶能与7种不同来源的淀粉反应产生单一的麦芽四糖.经SDS-PAGE电泳,DNS法和硅胶板薄层色谱分析法(TLC)进行酶学性质分析,结果表明麦芽四糖淀粉酶的分子量约为57kDa,纯化后的酶液最适反应温度为45℃,最适反应pH为8.0.研究结果为麦芽四糖淀粉酶的研究和开发提供依据和参考.     

二磷酸腺苷核糖多聚酶的研究进展

二磷酸腺苷核糖多聚酶[Poly（ADP-Ribose）Polymerase,PAPe]是一类具有重要生理功能的蛋白酶。PARP能催化二磷酸腺苷核糖多聚化反应。二磷酸腺苷核糖多聚化对DNA修复和基因组稳定性起着重要作用。但PARP的过激活与许多疾病的病理机制有关。介绍了PARP的结构和功能,PARP家族的同族体以及PARP在一些疾病病理机制中的作用。