米曲霉果胶酸酯裂解酶（pectin lyase 1）在原核系统中重组表达

来自米曲霉(Aspergillus oryzae)和黑曲霉(Aspergillus niger)的果胶酸酯裂解酶(pectinlyase)一直被用于传统发酵食品的生产,但自然条件下A.oryzae和A.niger的果胶酸酯裂解酶产量较低。通过RT-PCR的方法,获得不含信号肽的A.oryzaePel1cDNA,将Pel1cDNA连入pET-28a( )载体,构建pET-28a( )-pel1质粒。pET-28a( )-pel1转化Turner(DE3)placⅠ细胞,得到转化子pET-28a( )-pel1-Turner(DE3)placⅠ,表达与6个组氨酸融合的Pel1。进一步对Pel1在E.coli系统中表达的条件进行了研究,在37℃,220r/min条件下,培养pET-28a( )-pel1-Turner(DE3)placⅠ细胞,当OD600至0.8左右时,用500μmol/Lisopropylβ-D-thiogalactogalactop-yranoside(IPTG)进行诱导表达,在15℃和170r/min条件下,继续培养60h后,表达效果最好,产酶可达到400u/mL,是A.oryzae自然条件下产酶量的4000倍,也高于已报道的真菌果胶酸酯裂解酶在真菌体系中重组表达的效果。     

离子注入结合紫外线及~(60)Co-γ射线诱变选育碱性果胶酸裂解酶高产菌株的研究

以碱性果胶酸裂解酶产生菌芽孢杆菌WZ008为出发菌株,经形态鉴定和16S鉴定为类芽孢杆菌,命名为Paenibacillus sp.WZ008,通过N~+注入诱变、紫外线诱变、~(60)Co-γ射线诱变等多次反复诱变,选育得到一株产碱性果胶酸裂解酶性能稳定且酶活明显提高的突变株,其酶活为97.8U/mL,比出发菌株产碱性果胶酸裂解酶能力提高了1.04倍。     

果胶酶基因片段的克隆及其序列分析

根据Genbank上登录的果胶酶基因序列设计三对不同果胶酶片段的引物,从本实验室已筛选的一株具有降解果胶质功能的细菌(暂编号为:C105)中克隆到了果胶裂解酶(PL)和果胶甲酯酶(PE)基因片段。通过分析,PL基因片段与PE基因片段均与来源Erwiniachrysanthemi的果胶裂解酶和果胶甲酯酶基因的同源性很高,达到90%以上。     

利用温控载体构建碱性果胶酯裂解酶工程菌

从筛选出的Bacillus subtilisWSHB04-02菌株中扩增出编码碱性果胶酯裂解酶的结构基因PL,将其插入载体pET22b( )多克隆位点,得到带有前导序列PelB重组质粒pET22b( )PL。以pET22b( )PL为模板扩增出带前导序列的碱性果胶酯裂解酶的结构基因PL,将其插入温控载体pHsh,重组载体在大肠杆菌JM109中得到表达。其表达量与以T7为启动子的重组菌BL21DE3[(pET22b( )PL]相比,表达量相近。SDS-PAGE分析显示表达产物的分子量均为43kDa,同核酸序列测定所推导的值相符。研究表明利用pHsh构建的JM109(pHsh PL)诱导表达好,诱导方式简单廉价,这对该酶的大规模发酵具有重要意义。     

辣椒疫霉菌果胶裂解酶PL101基因的克隆及生物信息学分析

【背景】辣椒疫病是一种世界性土传病害,严重影响世界各国辣椒生产,并带来巨大经济损失。果胶裂解酶(pectate lyase,PL)作为一类重要的细胞壁降解酶类是该病的重要致病因子。【目的】对果胶裂解酶基因进行克隆,并对其生物信息学特性进行相关分析,进一步阐明该酶的作用机制。【方法】根据辣椒疫霉菌全基因组序列,以高致病菌株SD33为模板扩增PL101基因的全长cDNA序列,并对其理化性质、跨膜区、亲疏水性、结构域等生物学特性进行分析。【结果】除获得PL101相关生物学特性信息外,还对PL101进行三维结构建模,获得可信度较高的蛋白结构,并确定PL101可能的催化位点为Asp183、Arg212、Arg272三个氨基酸。【结论】对PL101基因的克隆及相关生物学特性的分析为进一步阐明PL功能特性提供参考。     

黑曲霉EIM-6 pelA基因的克隆及生物信息学分析

目的:克隆黑曲霉EIM-6果胶裂解酶A基因pelA,用于分析果胶裂解酶A的功能与结构。方法与结果:根据GenBank上黑曲霉pelA保守序列设计引物,采用RT-PCR获得黑曲霉EIM-6pelA基因;序列分析表明,pelA基因具有4个内含子,开放读框为1140 bp,编码379个氨基酸残基,含有由20个氨基酸残基构成的信号肽序列;生物信息学分析表明,果胶裂解酶A为具有一定亲水性的稳定酸性分泌蛋白,具有明显的跨膜结构域,β片层结构是该蛋白的主体结构,空间结构是由反平行的β片层结构为基础包围组成的大环,保守功能区域为Pec_lyase_C结构域。结论:克隆获得黑曲霉EIM-6pelA基因,并进行了生物信息学分析,为蛋白质工程改造果胶裂解酶A奠定了基础。     

番茄(Solanum lycopersicum)果胶酸裂解酶P56在大肠杆菌中的重组表达

果胶酸裂解酶P56在番茄花粉管伸长过程中起着重要的作用,为了制备番茄P56蛋白的抗体,进行番茄花粉管萌发过程中P56蛋白的免疫组织化学研究,对P56基因在大肠杆菌系统的重组表达进行了研究。先采用Overlap-PCR的方法,从番茄基因组DNA中克隆了成熟P56蛋白的cDNA序列(LAT56),再构建重组表达质粒pET28a( )-LAT56,转化大肠杆菌BL21-CodenPlus(DE3)-RIL,得到了重组表达工程菌pET-28a( )-LAT56-BL21-Co-denPlus(DE3)-RIL。在0.5 mmol/L IPTG、15℃和180 r/min条件下,经过60 h的诱导培养,重组蛋白表达量为细胞总蛋白的30%左右,主要以包涵体形式存在,重组蛋白经Ni2 -nitrilotriacetate-agrose亲和柱层析,得到了SDS-PAGE显示为单一蛋白带的纯化蛋白。     

黑曲霉果胶裂解酶的生物信息分析

用生物信息方法对果胶裂解酶(PNL)基因的核酸序列及其推导氨基酸序列的组成、亚细胞定位、疏水性/亲水性以及二、三级结构等进行分析.结果表明,黑曲霉的PNL为具有一定亲水性的稳定酸性分泌蛋白,具有明显的信号肤,无跨膜结构区,保守功能结构域为Pee_lyase_C.二级结构主要构成是不规则卷曲,具有以β片层结构为基础的相似三维空间结构.     

类芽胞杆菌碱性果胶裂解酶的纯化与酶学性质表征

从类芽胞杆菌Paenibacillus sp.WZ008的发酵上清液中纯化得到一个高活力碱性果胶裂解酶,经SDS-PAGE电泳估算其亚基相对分子质量为4.5×104。通过对该酶进行酶学性质研究发现：该酶能催化裂解果胶酸、低酯果胶和高酯果胶;酶催化反应最适温度范围为55～60℃,最适pH为9.6,在最适条件下以低酯果胶为底物酶的比酶活达3 021.6 U/mg;Ca2＋能增强该酶的活力,而Mn2＋,Ba2＋和EDTA强烈抑制该酶活力;当没有Ca2＋存在时,高度酯化的果胶是该酶的最适底物,在4 mmol/L Ca2＋存在时,该酶以果胶酸为底物比酶活最高（25 467 U/mg）。该酶N端序列比对分析发现与类芽胞杆菌Paenibacillus amylolyticus strain 27c64果胶裂解酶高度同源。     

香蕉果胶裂解酶基因的克隆

根据已经报告的香蕉果胶裂解酶基因序列,设计了特异引物,通过RT-PCR获得果胶裂解酶的cDNA,并克隆测序,与已报告的序列进行了比较,二者核苷酸序列的同源性达99.24%;推测的氨基酸序列也具有很高的同源性,达97.7%.通过RT-PCR的方法对香蕉不同组织和不同成熟度果实的果胶裂解酶基因的表达进行了研究.结果表明该基因只在果实中表达,具有组织特异性,而且只在果实的特定发育阶段表达.     

P119驱动amiRNA介导的PL基因沉默对草莓果实硬度的影响

果胶裂解酶基因(Pectate lyase,PL)是调控果实软化的重要靶点。本研究测定了红颜草莓果实在发育过程中果胶裂解酶活性变化和硬度变化规律,并通过人工小干扰RNA(artificial micro-interfering RNA interference,amiRNA)技术,以拟南芥miR390a前体序列作为沉默PL基因的骨架,在番茄果实特异性启动子P119的驱动下,通过农杆菌介导转入草莓果实中瞬时表达,通过RT-PCR分析草莓瞬时转染后PL基因的表达量,并检测了PL沉默对果实硬度的影响。结果表明,随着草莓果实发育的推进,果胶裂解酶活性呈逐渐上升趋势,与果实硬度呈负相关;构建了基于拟南芥miR390a为骨架的amiRNA靶向栽培草莓中的PL基因;在番茄果实特异性启动子P119驱动下,miRNA前体可以在草莓果实中瞬时表达;草莓果实中总PL基因表达量下降达34. 5%;基因沉默组果实硬度比对照组更高,且沉默对果实颜色发育进程无明显影响。该结果表明:果胶裂解酶主要在果实发育后期调节细胞壁的解离,采用amiRNA沉默PL基因可以延缓草莓果实软化进程。     

番茄(Solanum lycopersicum)果胶酸裂解酶P56在大肠杆菌中的重组表达

果胶酸裂解酶P56在番茄花粉管伸长过程中起着重要的作用,为了制备番茄P56蛋白的抗体,进行番茄花粉管萌发过程中P56蛋白的免疫组织化学研究,对P56基因在大肠杆菌系统的重组表达进行了研究。先采用Overlap-PCR的方法,从番茄基因组DNA中克隆了成熟P56蛋白的cDNA序列(LAT56),再构建重组表达质粒pET28a(+)-LAT56,转化大肠杆菌BL21-CodenPlus(DE3)-RIL,得到了重组表达工程菌pET-28a(+)-LAT56-BL21-Co-denPlus(DE3)-RIL。在0.5 mmol/L IPTG、15℃和180 r/min条件下,经过60 h的诱导培养,重组蛋白表达量为细胞总蛋白的30%左右,主要以包涵体形式存在,重组蛋白经Ni²⁺-nitrilotriacetate-agrose亲和柱层析,得到了SDS-PAGE显示为单一蛋白带的纯化蛋白。     

宏基因组来源果胶酸裂解酶在毕赤酵母中的表达及应用

果胶酸裂解酶可用于含果胶废水的处理、纸浆漂白以及棉麻纺织品的生物精炼等。基于高通量宏基因组测序技术,从富含果胶土壤宏基因组中挖掘得到一个果胶酸裂解酶基因pela。将pela连接表达载体pPIC9转化毕赤酵母Pichia pastoris GS115。在3 L发酵罐水平,甲醇诱导10 h后,培养基中果胶酸裂解酶活力达到10.8 U/mL。重组PELA的最适温度为45℃,最适pH为9.0,在pH 7.5~11.0具有良好的稳定性。PELA的比活力为244.12 U/mg,以聚半乳糖醛酸为底物时催化反应的Km和Vmax分别为0.26 mg/mL和488.40 μmol/min·mg。EDTA及金属离子Cd2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Fe3+能够高度抑制酶的活性,1 mmol/L Ca2+和2 mmol/L K+对酶活力有促进作用。将重组PELA作用于苎麻纤维4 h后,纤维质量损失率达到9.2%,苎麻纤维分散度和白度都明显提高。结果表明从宏基因组来源的果胶酸裂解酶PELA在苎麻脱胶中具有良好的应用潜力。     

黑曲霉果胶裂解酶基因毕赤酵母在Pichia pastoris GS115中的表达

利用RT-PCR技术从黑曲霉(EIM-6)中扩增得到去除信号肽的果胶裂解酶基因A,将其插入到毕赤酵母表达载体pPIC9k上,构建重组表达质粒pPIC9K-pelA,电击转化毕赤酵母GS115,得到了表达成功的工程菌株。用终浓度为1.5%的甲醇对其进行诱导,将发酵上清液浓缩后,用盐酸法测定其酶活可以达到2.3U/mL。通过对重组毕赤酵母诱导表达产物进行SDS-PAGE鉴定,发现重组毕赤酵母分泌了1个约38kD的蛋白,与该酶基因产物的理论值相符,并通过水解圈法测定验证,均说明果胶裂解酶得到正确的分泌表达.     

麻类脱胶高效菌株果胶裂解酶基因克隆与表达

【目的】克隆麻类脱胶高效菌株Dickeya sp.DCE-01的果胶裂解酶基因并进行原核表达,对表达产物进行纯化和酶学性质研究。【方法】根据该菌株全基因组序列预测的果胶裂解酶基因Q59419设计引物,PCR扩增后将该基因连接到pEASY-E1和pACYCDuet-1载体上,导入E.coli BL21(DE3)进行表达。选择酶活力高的阳性克隆子进行大量诱导表达后,采用超滤和Sephadex G-100凝胶层析两步法纯化出果胶裂解酶,研究其酶学性质。【结果】克隆到果胶裂解酶基因pel(GenBank登录号:JX964997),其序列全长1 128 bp,编码375个氨基酸。pACYCDuet-1-pel-BL表达胞外果胶裂解酶活力最高,发酵液粗酶活达298.8 IU/mL。其最适反应温度为50°C,最适pH为9.0;保温1 h,酶活稳定温度≤45°C,稳定pH为9.0?10.0。酶催化作用依赖于Ca2+,其最适作用浓度为2 mmol/L;Zn2+、Ca2+和NH4+促进酶活力,Fe3+和Pb2+严重抑制酶活力;聚半乳糖醛酸钠为该酶的最适底物。【结论】从麻类脱胶高效菌株中发掘到碱性果胶裂解酶基因,其表达产物在生物质加工过程中具有重要工业化应用前景。     

禾谷镰孢菌果胶裂解酶PelA的生物学功能分析

果胶裂解酶是果胶酶的重要成员之一,能够通过B-消除作用,催化降解（1—4）-α-D-聚半乳糖醛酸。本研究首次鉴定出禾谷镰孢茵中的一个果胶裂解酶PelA,并在体外检测了其生化特性。PelA基因（FGSG_02386）的cDNA被克隆并进行了原核表达,同时构建了单基因敲除突变体。将重组质粒pET-28a（＋）-PelA转化蛋白表达菌株大肠杆菌BL21表达目的蛋白,纯化后的蛋白具有果胶裂解酶活性。酶活性测定结果显示,该酶的活性受到外界环境因素如温度、钙离子浓度和pH条件的影响,其最适反应条件为50℃,CaCl：浓度0-5mmol·L^-1,pH8-5。在侵染小麦胚芽鞘时PelA单基因突变体的毒力较野生型菌株并没有出现明显变化。     

家鸡腺苷琥珀酸裂解酶基因多态性与肌苷酸含量的关联及其与红原鸡的亲缘关系

根据腺苷琥珀酸裂解酶(adenylosuccinate lyase, ADSL)基因外显子2的序列设计引物, 用PCR-SSCP的方法对隐性白羽鸡、丝羽乌骨鸡、白耳鸡、藏鸡以及红色原鸡两个亚种进行了单核苷酸多态性分析, 并检测到了多态性, 表现为3种基因型, 对两种纯合子进行直接测序, 结果发现3484位碱基处发生C→T突变。对3种基因型的肌肉肌苷酸含量的最小二乘分析结果显示TT型(突变型)个体的肌肉肌苷酸含量极显著地高于CT型、显著地高于CC型个体, CT型个体也稍高于CC型, 但差异不显著, 初步推测该位点可能与肌肉肌苷酸含量有关。根据该多态位点的基因频率, 基于Nei氏的遗传距离运用NJ聚类法构建系统发生树, 进行家鸡与原鸡的亲缘关系分析, 结果发现, 丝羽乌骨鸡与白耳鸡的亲缘关系最近, 藏鸡和中国红原鸡亚种的亲缘关系也较近, 中国地方家鸡品种与中国红原鸡亚种的亲缘关系较近,而与泰国红色原鸡的亲缘关系较远,隐性白羽鸡与原鸡亲缘关系最远, 初步得出中国家鸡有自己独自的血缘来源的结论。     

尖孢镰孢菌果胶裂解酶基因家族鉴定及侵染表达模式分析

【背景】番茄枯萎病是番茄生产中常见的土传真菌病害。【目的】为鉴定番茄枯萎病基因组果胶裂解酶基因家族,明确该基因家族在侵染过程表达模式。【方法】采用生物信息学方法鉴定了番茄枯萎病尖孢镰孢菌(Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici)基因组内PEL基因家族,并分析了基因结构、染色体定位及三级结构,同时利用荧光定量PCR分析了FoPEL1-16基因在接种番茄根系的表达情况。【结果】番茄尖孢镰孢菌基因组内PEL基因家族成员有16个。氨基酸序列长度在163-548个氨基酸,信号肽长度在16-21个氨基酸。染色体定位分析表明16个基因在染色体上分布不均,分别定位在7条染色体上。根据基因结构和保守基序分析结果 16个基因可分为4类。进化分析表明该基因家族成员可聚成4支。三级结构预测结果显示同一家族存在相似结构域。荧光定量PCR分析结果表明Fo PEL基因在侵染过程表达水平明显上升。【结论】番茄尖孢镰孢菌基因组内果胶裂解酶以基因家族形式存在,其基因结构存在差异暗示了其功能多样性;FoPEL基因在侵染过程表达明显增强,说明其参与病原菌的致病性。本研究为解析尖孢镰孢菌致病基因功能分析及寄主病原互作提供了重要理论基础。     

果胶裂解酶的分离,提纯及其特征

用等电聚焦层析方法从酶制剂Pectinex Ultra SP-L中分离获得制备标准的内切果胶裂解酶(PL),并测定了这个内切-PL的一些重要物理、化学及生物化学特性。用分析用等电聚焦电泳,生物化学反应及薄层层析证明所制备的PL为纯品。所制备的内切-PL的一些特性数据如下:pl∶pH=3.9,K_m=1.91 mg/ml,V_(max)=0.88单位/min。用苹果果胶(酯化度为71%)为底物时,PL的最适pH为6.0,最适温度是60℃。用H-果胶(酯化度为94%)为底物时,作用的最适pH为8.5,最适温度是65℃。所制备的PL是高温稳定和pH稳定的。PL的活性被Na~+激活。     

平行β螺旋──一种新的蛋白质立体结构

平行β螺旋──一种新的蛋白质立体结构王克夷（中国科学院上海生物化学研究所,上海２０００３１）关键词平行β螺旋,蛋白质立体结构,果胶酸裂解酶借助蛋白质结晶学和核磁共振的研究,不仅已测定许多蛋白质的立体结构,也揭示了蛋白质的三维结构有一定规律可循,并可将...