烟曲霉脯氨酰内肽酶在巴斯德毕赤酵母中的分泌表达与重组酶性质

【目的】研究烟曲霉脯氨酰内肽酶cDNA基因的异源表达及重组酶性质。【方法】以烟曲霉CICIM F0044总RNA为模板,反转录合成cDNA;再以cDNA为模板,通过PCR扩增去除自身信号肽的脯氨酰内肽酶基因,构建表达载体pPIC9K-PEP;电转化酵母宿主菌Pichia pastoris GS115,获得重组菌PEP-09;纯化并分析重组酶性质。【结果】重组菌摇瓶发酵酶活力最高可达647.3 U/L。表达产物纯化后的分子量为63 kD左右。重组酶最适反应温度为65°C,有较好的温度稳定性,在55°C保温8 h能保留90%以上的酶活力。该酶最适pH为5.5,在pH 3.0 9.0范围内有很好稳定性,在pH 6.0 8.0的缓冲液中37°C保温10 d酶活没有明显变化。【结论】烟曲霉脯氨酰内肽酶cDNA基因在巴斯德毕赤酵母中实现了分泌表达,重组酶活性稳定,有一定的应用潜力。     

N-糖基化对一种新型重组耐高温β-甘露聚糖酶(ReTMan26)稳定性的影响

【背景】对来源于嗜热枯草芽孢杆菌(TBS2)的一种新型重组耐高温β-甘露聚糖酶(ReTMan26)基因序列进行分析,该基因中含有3个N-糖基化位点(N8、N26与N255),经毕赤酵母表达时可进行N-糖基化修饰。【目的】确定N-糖基化对ReTMan26稳定性的影响。【方法】通过构建ReTMan26蛋白质三维结构模型,初步分析N-糖基化对该酶稳定性的影响。在此基础上,利用天然蛋白去糖基化试剂盒除去ReTMan26的N-多糖链,获得去除N-糖基化的耐高温β-甘露聚糖酶(ReTMan26-DG),并对纯化后的ReTMan26及ReTMan26-DG进行相应的稳定性对比检测。【结果】ReTMan26与ReTMan26-DG的最适反应pH均为6.0,但在pH1.5-9.0范围内,ReTMan26的稳定性比ReTMan26-DG有小幅提高。ReTMan26的最适反应温度为60°C,比ReTMan26-DG高5°C;ReTMan26经100°C处理10 min,剩余酶活为58.6%,而ReTMan26-DG经93°C处理10 min,剩余酶活为58.2%,100°C处理10min则完全失活。经胃蛋白酶及胰蛋白酶在37°C处理2h后,ReTMan26的剩余酶活分别为70.5%及91.2%,比ReTMan26-DG分别提高了23.7%及25.6%。【结论】N-糖基化可提高ReTMan26的pH稳定性、耐热稳定性及抗蛋白酶消化性能。     

产外切葡聚糖酶真菌的筛选鉴定及毕赤酵母中的表达

【目的】外切葡聚糖酶是纤维素酶组分中一类对结晶纤维素有降解作用的酶类,如何提高外切葡聚糖酶活力是研究的关键问题。【方法】从筛选鉴定得到的一株产外切葡聚糖酶酶活较高的黑曲霉Asp-524菌株出发,通过PCR技术克隆得到外切葡聚糖酶基因序列,生物学信息分析后,构建了毕赤酵母诱导型表达载体,实现了该基因在毕赤酵母中的成功表达。【结果】抗性筛选得到的阳性转化子,用终浓度为1%甲醇诱导5 d后,酶活达到4.74 U/mL。酶学性质分析显示重组外切葡聚糖酶最适pH为5.0,pH稳定性分析显示在pH为4.0-6.0范围内相对稳定,酶活能保持在最高酶活力的80%以上,最适反应温度为50°C,经60°C保温1 h后,酶活仍能保持80%以上。【结论】结果说明该外切葡聚糖酶具有较好的热稳定性和pH稳定性,这一研究为纤维素酶的实际应用奠定了一定基础。     

滇金丝猴粪便微生物来源的β-半乳糖苷酶基因的表达及酶学性质

【目的】对滇金丝猴粪便微生物来源的β-半乳糖苷酶进行异源表达和纯化,并研究其酶学性质。【方法】从滇金丝猴粪便微生物的宏基因组中克隆出一个β-半乳糖苷酶基因galRBM20_1,对该基因进行异源表达和酶学性质分析。构建含有T7强启动子的pEASY-E2-galRBM20_1质粒,转化至大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达后进行酶学性质研究。【结果】滇金丝猴粪便来源的β-半乳糖苷酶(galRBM20_1)最适pH为5.0,在pH 4–7之间能保留70%及其以上的活性。最适温度为45°C,在37°C和45°C下耐受1 h,酶活不变。特别的是,该酶具有良好的Na Cl稳定性,经1–5 mol/L的Na Cl作用1 h后,相对酶活均能超过初始酶活:当NaCl的作用浓度为4 mol/L时,β-半乳糖苷酶相对酶活最高(146%);当NaCl的作用浓度为5mol/L时,β-半乳糖苷酶的相对酶活仍达到135%。【结论】本研究从滇金丝猴粪便微生物的宏基因库中克隆得到β-半乳糖苷酶基因galRBM20_1,并成功在大肠杆菌BL21(DE3)表达,首次从动物胃肠道宏基因组中获得具有耐盐和转糖基产Galactooligosaccharides(GOS)性能的β-半乳糖苷酶。该酶具有良好的耐盐性,和较广的pH作用范围,使其在食品、生物技术领域和环保方面的发展具有良好的应用价值。     

对羟基扁桃酸合酶基因的克隆表达及催化特性

【目的】比较两种不同来源基因重组的对羟基扁桃酸合酶(HmaS),考察其在大肠杆菌中的表达效率。【方法】分别对东方拟无枝酸菌(Amycolatopsis orientalis)和天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor)来源的hmas进行异源表达,经离子交换层析和凝胶过滤色谱分离纯化获得HmaS,并检测HmaS的酶活和催化特性。【结果】来源于S.coelicolor的HmaSSC2比酶活是来源于A.orientalis的3.6倍;来源于A.orientalis的HmaSAO最适反应温度为28°C,在弱碱性条件下的酶活稳定性较好;来源于S.coelicolor的HmaSSC2最适反应温度为35°C,在28-45°C内保持较高的酶活,具有良好耐热性,在pH 7.0左右酶活最高,更易在偏中性的条件下发挥功能。【结论】HmaSSC2更适用于代谢工程改造大肠杆菌发酵法生产扁桃酸。     

长梗木霉β-葡萄糖苷酶基因的克隆及表达

【目的】以实验室筛选获得的一株长梗木霉GM2(Trichoderma longibrachiatum)为材料,克隆出其β-葡萄糖苷酶(β-Glucosidase)基因bgl并在大肠杆菌和酵母中进行表达。【方法】利用同源克隆扩增出其β-葡萄糖苷酶基因bgl全长序列,分别亚克隆到质粒pET-32a(+)和pPICZα-B中,构建其原核表达载体pET32a(+)-bglI和真核表达载体pPICZα-B-bgl。【结果】bgl基因序列全长2 369 bp,含两个内含子,编码744个氨基酸。在大肠杆菌BL21(DE3)中表达bgl,重组蛋白以包涵体形式存在,上清液中没有β-葡萄糖苷酶的酶活。将载体pPICZα-B-bgl电转化入毕赤酵母GS115,得到78 kD左右重组蛋白,与预测大小相符。按9%接种量接入50 mL YP培养基(初始pH 5.5),30°C振荡培养96 h,添加终浓度1%的甲醇诱导后β-葡萄糖苷酶酶活达60 U/mL。重组酶bgl催化水杨苷水解反应的最适pH为5.0,最适温度为70°C;另外,此bgl在pH 3.0 10.0和40°C 60°C范围内具有比较好的稳定性。【结论】长梗木霉GM2的β-葡萄糖苷酶在P.pastoris中获得可溶性表达,并证明有一定的活性。     

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。     

鱼腥藻苯丙氨酸脱氨酶的基因克隆、表达及最适反应pH改造

【目的】表达鱼腥藻苯丙氨酸脱氨酶(AvPAL),并经分子改造降低其最适反应pH。【方法】PCR克隆AvPAL编码基因,并在大肠杆菌中表达,用Ni2+亲和层析柱和凝胶柱纯化重组蛋白。利用GETAREA软件筛选与催化残基距离较近的暴露于酶分子表面的氨基酸位点,将其突变为带电性质不同的氨基酸,并对突变体进行酶学性质研究。【结果】在大肠杆菌中成功表达了AvPAL,纯化后得到电泳纯的重组酶。突变体E75Q和E75R的最适反应pH从8.5分别偏移到7.5和7.0。E75Q在pH 7.5时的比酶活较原酶提高了25%,在pH 6.5–9.5之间酶的稳定性良好,其最适反应温度为50 °C,在此温度下保温1 h酶活无显著变化。在最适反应条件下,E75Q的kcat/Km值较原酶提高了26.6%。【结论】改变AvPAL酶分子中起路易斯碱作用的关键氨基酸残基(质子受体)附近与之有相互作用的氨基酸的带电性质,降低了AvPAL的最适反应pH,提升了其在医疗领域的应用前景。     

谷氨酸棒杆菌L-天冬氨酸α-脱羧酶在大肠杆菌中的表达及酶转化生产β-丙氨酸

【目的】克隆谷氨酸棒杆菌来源L-天冬氨酸α-脱羧酶基因, 实现其在大肠杆菌中的异源表达, 并进行酶转化L-天冬氨酸合成β-丙氨酸的研究。【方法】PCR扩增谷氨酸棒杆菌L-天冬氨酸α-脱羧酶基因pand, 构建表达载体pET24a(+)-Pand, 转化宿主菌大肠杆菌BL21(DE3), 对重组菌进行诱导表达, 表达产物经DEAE离子交换层析和G-75 分子筛层析纯化后进行酶学性质研究, 然后进行酶转化实验, 说明底物和产物对酶转化的影响。【结果】重组菌SDS-PAGE分析表明Pand表达量可达菌体总蛋白的50%以上, AccQ·Tag法检测酶活达到94.16 U/mL。该重组酶最适反应温度为55 °C, 在低于37 °C时保持较好的稳定性, 最适pH为6.0, 在pH 4.0?7.0范围内有较好的稳定性。酶转化实验说明: 底物L-天冬氨酸和产物β-丙氨酸对转化反应均有抑制作用; 实验建立了较优的酶转化反应方式, 在加酶量为每克天冬氨酸3 000 U时, 以分批加入固体底物L-天冬氨酸的形式, 使100 g/L底物转化率达到97.8%。【结论】重组L-天冬氨酸α-脱羧酶在大肠杆菌中获得高效表达, 研究了酶转化生产β-丙氨酸的影响因素, 为其工业应用奠定了基础。     

褐藻胶裂解酶基因的克隆表达及重组酶酶学性质

【目的】克隆交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)BYS-2的褐藻胶裂解酶基因,实现其在大肠杆菌细胞中异源表达,对分离纯化的重组酶进行酶学性质研究。【方法】以交替假单胞菌BYS-2菌株基因组DNA为模板,克隆得到褐藻胶裂解酶基因alg738,构建重组基因工程菌BL21(DE3)/p ET22b-alg738,诱导表达,表达产物通过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p H为8.0,在p H 6.0-9.0范围内37°C保温1 h仍能保持84%以上的相对酶活力,具有较好的p H稳定性;最适反应温度为45°C,热稳定性实验显示在37°C下保温60 min其残余酶活力仍达66.6%;在5 mmol/L浓度下,Na~+、Mg~(2+)、Mn~(2+)对该酶具有明显的促进作用,Ni~(2+)、Co~(2+)、Cu~(2+)、Hg~(2+)、Zn~(2+)、EDTA、β-巯基乙醇、SDS具有明显的抑制作用。动力学参数Km、Vmax分别为1.11 g/L和0.011 g/(L·min),底物特异性分析表明该重组酶为偏好聚甘露糖醛酸钠(Poly M)裂解作用的双功能酶。【结论】重组褐藻胶裂解酶具有良好的酶学特性,为褐藻胶裂解酶的开发应用打下基础。     

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。     

产碱性磷酸酶乳杆菌的筛选鉴定、酶的纯化及特性

【背景】碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)是生物体内参与磷酸代谢的调控酶,不同物种的ALP性质与其生理功能有关,提纯后的ALP常用作工具酶,广泛应用于基因工程中,但目前关于乳酸菌中ALP的相关研究甚少。【目的】筛选出一株产ALP且具有潜在益生作用的乳杆菌,对该酶进行分离纯化,并对其性质进行探究,为今后益生菌的开发利用和ALP的工业化生产提供新的微生物资源。【方法】采集蒙古国4个地区的酸马奶样品,通过显色反应初筛和酶活检测复筛对产酶菌株进行筛选,经形态学观察、生理生化鉴定及16S rRNA基因序列同源性比较分析进行菌种鉴定。采用超声破碎法提取ALP,经硫酸铵沉淀、DEAE-52离子交换层析、Sephadex G-200凝胶过滤层析纯化该酶,SDS-PAGE电泳法检测其纯度。【结果】从78株乳酸菌中分离筛选出一株产ALP酶活性最高的乳杆菌(编号为Z23),16S rRNA基因序列长度为1 473 bp,鉴定结果表明为鼠李糖乳杆菌。纯化后的酶比活力为180.27 U/mg,纯化倍数为48.37,酶活回收率为17.05%,该酶亚基相对分子质量为46.7 kD。菌株所产ALP的最适温度为37℃,4℃时酶活最为稳定;最适pH为9.5,在pH 9.0-10.0之间,酶活稳定性可达90%以上;Mg2+和K+对ALP有明显激活作用,Ba2+和Cu2+在低浓度时对ALP有激活作用,高浓度时有抑制作用,Ca~(2+)、Zn~(2+)和EDTA对ALP有强烈的抑制作用。以不同浓度的p-NPP为底物,测得酶的Km值为3.42 mmol/L,Vmax值为1.24 mmol/(L·min)。【结论】本研究对蒙古国地区酸马奶中的益生菌资源有了更为明确的认知,为今后碱性磷酸酶产生菌的筛选和酶的应用开辟了新途径。     

流感嗜血杆菌ATCC49247来源的IgA酶理化性质及其对低糖基化IgA1的分解作用

【背景】近年来,能够特异性切割人IgA1分子的IgA蛋白酶(IgA酶)被认为是治疗IgA肾病(IgAN)的潜在药物,但各种物理化学因素均可能影响其生物学活性。【目的】研究流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae) ATCC49247 IgA酶的理化性质,确定IgA酶最适的作用条件后观察IgA酶对低糖基化IgA1的作用。【方法】从细菌培养液中分离纯化IgA酶,SDS-PAGE电泳后银染法分别检测多种理化条件下IgA酶的水解活性及其对低糖基化IgA1的消化作用。【结果】H. influenzae ATCC49247IgA酶可耐受的反应温度较广,最适温度为50°C;在高于60°C的环境中,IgA酶便不可逆地丧失了稳定性;IgA酶在pH 6.0-9.0的环境下能够保持完整催化活性;1 mmol/L的PMSF和高于10 mmol/L的SDS能够强烈地抑制IgA酶的活性,DTT和EDTA对IgA酶活性无明显影响;所有浓度的Al~(3+)、Fe~(3+)和高浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Fe~(2+)对IgA酶均表现出强烈的抑制作用,同时Co~(2+)、Mn~(2+)、Ca~(2+)、Ni~(2+)和Mg~(2+)都对IgA酶活性没有明显影响。选择了最适宜的IgA酶作用条件,发现IgA酶能够有效降解低糖基化IgA1底物。【结论】确定IgA酶最适宜的作用条件能保持良好的酶活性,更好地发挥了IgA酶对低糖基化IgA1的降解作用,为IgA酶的临床研究和药用价值的进一步开发提供一定的依据。     

棒曲霉Asp-195v产蛋白酶的酶学性质研究

对液体发酵的棒曲霉Asp-195v菌株所产蛋白酶的活力进行了研究,并通过分离纯化获得了电泳纯的酶蛋白。研究结果表明,该蛋白酶的最适反应温度为40℃,在30-50℃温度范围内相对活力可保持在70%以上;最适pH为7,pH稳定范围在4-8;Mn2+对该蛋白酶活力有明显的激活作用,K+、Ag+、Cu2+、Fe2+、Mg2+、Zn2+、Ca2+、Al3+和Fe3+离子则有明显的抑制作用,尤其是Hg2+和Pb2+对酶活的抑制作用更加强烈;其他试剂如葡萄糖、EDTA对酶活的抑制作用不明显,而蔗糖、SDS和Tween-20对酶活的抑制明显;以酪氨酸为底物采用双倒数作图法测得Vmax为30.40mmol/min,Km为97.53mmol/L。该酶的表观分子量为30.1kDa。     

碱性蛋白酶工程菌发酵条件及重组酶的纯化和性质的研究

在5L发酵罐中对重组碱性蛋白酶工程菌株BP071高产碱性蛋白酶的条件进行了研究,通过提高通气量和改变搅拌转速,BP071可在发酵40 h内达到产酶高峰,酶活力最高可达24480 u/mL。利用快速蛋白液相层析（FPLC）技术,建立了快速高效纯化碱性蛋白酶的方案。发酵液通过硫酸铵沉淀、DEAE-A-50脱色及聚乙二醇浓缩得粗酶,再经过CM-Sephadex-C-50、Sephadex-G-75柱层析后得到了单一组份的重组碱性蛋白酶,酶纯度提高了76.2倍。SDS-PAGE显示重组碱性蛋白酶分子量为28 kD。酶学性质研究表明,酶的最适作用pH为11,最适作用温度为60℃,具有良好的pH稳定性和热稳定性。Ca²⁺、Mg²⁺对酶的稳定性有促进作用,Hg²⁺、Ag⁺、PMFS和DFP能强烈抑制酶的活力。SDS和Urea对酶的活力无影响。     

嗜热古菌Archaeoglobus fulgidus RecJ核酸酶的表达纯化及酶学特征

[目的]克隆表达嗜热古菌Archaeoglobus fulgidus(A.fulgidus)来源的RecJ核酸酶基因(ORF编号AF_0699,NCBI数据库基因登陆号为AF_RS03550),对该重组蛋白的核酸酶活性及酶学特征进行鉴定和分析.[方法]将A.fulgidus RecJ(AfuRecJ)核酸酶在大肠杆菌中...     

金属离子及保护剂对深绿木霉T155产芥子酶的活性影响及芥子酶的分离纯化

【目的】探求金属离子及保护剂对深绿木霉T155产生的粗芥子酶液活性的影响以及芥子酶的分离纯化方法。【方法】通过添加不同浓度的金属离子及保护剂研究对芥子酶活性的影响并通过细胞破壁、硫酸铵沉淀、透析、Sephadex G-100柱层析、DEAE-52离子交换层析、Sephadex G-200柱层析等方法提取到纯的芥子酶,最后通过电泳检测芥子酶的纯度和分子量。【结果】研究发现Ag+、Zn2+、Pb2+、Mg2+、Hg2+、Fe3+等金属离子在低浓度时对芥子酶均表现为一定的促进作用,但达到一定浓度后则起抑制作用,Ca2+浓度在0.069–17.000 g/L范围内均对酶活性起到促进作用,且促进效果基本与Ca2+浓度成正比;添加1 mmol/L EDTA和3 mmol/L DTT对芥子酶的保护作用最好,4°C保存26 d后芥子酶能够保持85%活性;电泳分析该芥子酶的分子量大约在150 kD左右,并且是一个二聚体。【结论】Ca2+在实验浓度内主要是提高芥子酶活性,而其他金属离子对芥子酶活性主要起抑制作用;EDTA或者EDTA与DTT协同能够较好保持芥子酶活性的稳定性;通过一系列分离纯化步骤得到了纯的二聚体芥子酶,研究结果为挖掘产芥子酶的微生物资源提供了新的途径和思路。     

树状多节孢酸性磷酸酶的分离纯化与性质研究

树状多节孢Nodulisporium sylviforme是从东北红豆杉Taxus cuspidata分离、可产生紫杉醇的内生真菌。研究以树状多节孢为材料,利用液体发酵手段获得菌丝体,通过CM-cellulose阴离子交换柱层析、Q-Sepharose阳离子交换柱层析和FPLC凝胶过滤层析（Superdex 75）,获得纯化的树状多节孢酸性磷酸酶蛋白（Nod-ACP）。结合FPLC和SDS-PAGE分析,判定该磷酸酶为分子量44kDa单亚基蛋白。酶学性质研究表明,其最适pH值为3.0,最适温度为58℃。6     

黑颈鹤粪便分离菌Arthrobacter sp. GN14 的α-半乳糖苷酶基因克隆、表达与酶学特性

【目的】克隆高原唯一珍惜鹤类——黑颈鹤粪便分离菌Arthrobacter sp.GN14的α-半乳糖苷酶基因agaAGN14,并对该酶进行序列分析、系统发育分析和重组酶的酶学特性分析。【方法】利用简并PCR和GCTAIL-PCR方法获得agaAGN14全长,并对其氨基酸序列(AgaAGN14)进行比对和neighbor-joining系统发育树的构建。将agaAGN14重组到载体pET-28a(+)中并转化到Escherichia coli BL21(DE3)中异源表达。利用组氨酸标签纯化重组α-半乳糖苷酶rAgaAGN14并进行酶学性质分析。【结果】agaAGN14全长2109 bp,GC含量66.8%,编码702个氨基酸(77.5 kDa)。AgaAGN14与数据库中序列的最高一致性为53.7%,与其余胃肠道环境α-半乳糖苷酶的一致性<43%。系统发育分析将AgaAGN14聚于具有催化域KWD和SDXXDXXXR的α-半乳糖苷酶分支,与土壤微生物来源α-半乳糖苷酶距离相对较近,而与其余胃肠道环境α-半乳糖苷酶距离相对较远。rAgaAGN14可水解pNPG、棉籽糖、密二糖、水苏糖、菜粕和棉籽粕,表观最适pH为6.5,在pH 6.0-pH 9.0的范围内稳定并维持50%以上的酶活性。rAgaAGN14的表观最适温度为45℃,在10℃、20℃和37℃内稳定并分别具有约28%、30%和80%的酶活。在45℃pH 6.5条件下,rAgaAGN14对pNPG的Km、Vmax和kcat分别为0.41 mmol/L、18.28μmol/min/mg和25.36 s-1。rAgaAGN14受Ag+、Hg2+及SDS抑制,受K+、Ca2+、Mn2+、Fe3+、Ni2+、Cu2+和β-mercaptoethanol部分抑制,受Co2+、Pb2+、Zn2+、Mg2+、Na+和EDTA的影响较小。【结论】首次报道从黑颈鹤粪便中分离到Arthrobacter菌,并对该属细菌α-半乳糖苷酶进行序列分析、系统发育分析、异源表达和重组酶的酶学特性分析。rAgaAGN14序列较新颖,其酶学特性可能是同时适应黑颈鹤肠道环境和高原淡水湿地环境的结果。     

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。