基因工程α-半乳糖苷酶的制备及其性质研究

在获得可分泌表达α 半乳糖苷酶基因工程毕赤酵母菌株的基础上 ,尝试了基因工程α 半乳糖苷酶在 5L发酵罐中的表达以及从发酵液中纯化α 半乳糖苷酶的研究。在 4L无机盐培养基中接种 0 .4LpPIC9K Gal GS115培养物 ,最终得到 3 .5L发酵液。离心所得上清中总蛋白含量为 2 .1g L。根据发酵液中目的蛋白含量高、杂质少等特点 ,设计了如下的纯化流程 :离心→超滤→阳离子交换层析→脱盐→浓缩。纯化后电泳银染结果呈单一蛋白带 ,总回收率 41%。通过测定米氏常数等生化性质对重组酶进行鉴定后 ,完成了人B型红细胞的酶解实验。结果表明 ,从发酵液中纯化的α 半乳糖苷酶可将B型红细胞改造成O型红细胞。本研究同时在数量和质量上为α 半乳糖苷酶在众多领域的广泛应用奠定了基础。     

基因工程α-半乳糖苷酶的制备及其性质研究

在获得可分泌表达α-半乳糖苷酶基因工程毕赤酵母菌株的基础上,尝试了基因工程α-半乳糖苷酶在5 L发酵罐中的表达以及从发酵液中纯化α-半乳糖苷酶的研究。在4 L无机盐培养基中接种0.4 L pPIC9K-Gal/GS115培养物,最终得到3.5 L发酵液。离心所得上清中总蛋白含量为2.1 g/L。根据发酵液中目的蛋白含量高、杂质少等特点,设计了如下的纯化流程：离心→超滤→阳离子交换层析→脱盐→浓缩。纯化后电泳银染结果呈单一蛋白带,总回收率41%。通过测定米氏常数等生化性质对重组酶进行鉴定后,完成了人B型红细胞的酶解实验。结果表明,从发酵液中纯化的α-半乳糖苷酶可将B型红细胞改造成O型红细胞。本研究同时在数量和质量上为α-半乳糖苷酶在众多领域的广泛应用奠定了基础。     

新型α-半乳糖苷酶的稳定性研究

目的：观察脆弱类杆菌来源的α-半乳糖苷酶（GAL）在不同pH缓冲液、不同温度下的稳定性,以及不同离子及还原剂对酶活性的影响。方法：以GAL对单糖底物对硝基-苯基-α-D-吡喃半乳糖苷（PNPG）的活性为主要检测指标,观察不同离子及还原剂等对酶活性的影响;观察GAL在不同pH缓冲液中和不同温度下的稳定性。结果：钙离子、锌离子、钴离子和高浓度的锰离子增强酶的活性,DTT抑制酶的活性,螯合剂EDTA的加入提高了酶活性。GAL在pH4.6～7.5时保存1 h后稳定性很好,能保持最高活性的90％以上;在4℃～45℃下保存的稳定性最好,45℃开始活性下降。结论：GAL具有很好的温度稳定性和pH稳定性,使其适用于血型转变和异种移植。     

微生物α-半乳糖苷酶的研究进展

α-半乳糖苷酶在多种生物内广泛存在,微生物是目前α-半乳糖苷酶的主要来源。微生物α-半乳糖苷酶可按照底物特异性或序列同源性分类,在古菌、细菌和真菌中均存在,其性质与来源和家族有关,催化机理大多为构型保留机制,目前主要应用于食品与饲料工业,还可用于生物质降解和医药领域。展望了微生物α-半乳糖苷酶的研究趋势。本文对相关研究者具有一定的参考意义。     

微生物源α-半乳糖苷酶的研究进展

介绍了微生物源α-半乳糖苷酶的生理生化特性、合成调控机制的研究进展情况及其在食品、饲料、医药工业等领域的一些应用。Α-半乳糖苷酶均是糖蛋白,不同来源的α-半乳糖苷酶的作用基质特异性差别较大,作用基质特异性差别是由蛋白质部分N-末端氨基酸序列决定的。不同微生物来源的α-半乳糖苷酶其最佳作用条件、pH稳定性及耐热性差异较大。微生物α-半乳糖苷酶是一种诱导酶,其合成受多个基因的调控,高浓度的葡萄糖能抑制其合成。     

重组α-半乳糖苷酶的制备工艺研究

α-半乳糖苷酶是B→O血型改造研究中的关键工具酶。在获得了可分泌表达α-半乳糖苷酶的基因工程毕赤酵母菌株的基础上,进行了工程菌株在5L发酵罐中的发酵。发酵液上清中α-半乳糖苷酶活性为80～150U／mL,蛋白浓度为3～4.5mg／mL,比活性约为20-30U／mg。发酵液采用超滤、阳离子交换层析、疏水层析和阴离子交换层析等纯化方法,建立起了规模化生产重组α-半乳糖苷酶的工艺。制备的重组酶纯度经鉴定达98％以上,符合新生物制品的纯度要求。制备的重组α-半乳糖苷酶可有效地将B型红细胞改造成O型红细胞,从而解决了应用此酶开展B→O血型改造研究的关键问题。     

一种来源于青霉的新的α-半乳糖苷酶的分离纯化及其酶学性质

从丝状真菌中筛选到一株产α-半乳糖苷酶的菌株F63,对该菌株进行了形态观察和18SrDNA序列分析,该菌株属于青霉属。采用硫酸铵沉淀、阴离子交换层析和分子筛层析等方法分离纯化了该菌株的一种α-半乳糖苷酶。经过聚丙烯酰胺凝胶电泳,此酶蛋白的分子量约为82kDa。该α-半乳糖苷酶反应的最适pH为5.0,最适温度为45℃。此α-半乳糖苷酶的热稳定性在40℃以下,pH稳定性为pH5.0-6.0。与已报道的α-半乳糖苷酶的活性都受到Ag 的强烈抑制不同的是,该α-半乳糖苷酶受Ag 的抑制作用不显著。以pNPG为底物的Km值为1.4mmol/L和Vmax=1.556mmol/L.min-1.mg-1。该酶可以有效降解蜜二糖、棉子糖和水苏糖,但不能降解末端含α-半乳糖苷键的多糖。通过利用质谱技术对纯化的α-半乳糖苷酶进行鉴定以及内肽的N端测序证明该蛋白为一种新的α-半乳糖苷酶。     

B→O血型转变工具酶α-半乳糖苷酶cDNA克隆及表达

 α-半乳糖苷酶是实现 B→O血型转变、制备通用型血的关键工具酶 .利用反转录 PCR方法从中国海南 Catimor咖啡豆中克隆α-半乳糖苷酶 c DNA,插入嗜甲基酵母 P.pastoris分泌表达载体 p PIC9K中 ,转化 P.pastoris GS1 1 5,筛选高表达重组菌株 .经甲醇诱导表达 7d后 ,发酵液总蛋白分泌量约 1 .2 mg/ml,SDS- PAGE呈现约 41 k D特异表达带 ,与专一性底物对 -硝基 -苯基 -α- D-吡喃半乳糖苷反应证明 ,表达产物具有 α-半乳糖苷酶活性 ,最高达到 1 8U/ml.初步实验表明 ,表达的 α-半乳糖苷酶可酶解 B型红细胞 ,成功实现 B→O血型转变 .     

分枝犁头霉α-半乳糖苷酶的氨基酸组成及化学修饰

α-半乳糖苷酶进行氨基酸组分分析,结果为含有较多的酸性及巯水性氨基酸,较少的组氨酸、酪氨酸及半胱氨酸。 用几种蛋白质侧链修饰试剂对α-半乳糖苷酶进行化学修饰。在一定条件下,当巯基及酪氨酸残基分别被NEM、IAA及NAI修饰后,酶活力不受影响,说明这些基团与活力无关。当羟基、组氨酸及色氨酸残基分别被EDC、DEP、NBS及HNBB修饰后,酶活力大幅度下降,说明这些基团或者参与了酯催化作用或者位于酯活性位区附近。     

2型猪链球菌β-半乳糖苷酶基因的克隆表达及酶活性测定

目的:克隆表达2型猪链球菌β-半乳糖苷酶(BgaC)编码基因,并测定其酶活性。方法:根据05ZYH33基因组序列设计引物,PCR扩增bgaC基因,构建重组表达质粒pET28a-bgaC,转化E.coli BL21,筛选阳性转化子进行IPTG诱导表达,产物通过SDS-PAGE鉴定;最后对表达产物进行亲和层析纯化,获得BgaC纯化蛋白后测定其酶活性。结果:bgaC基因在原核细胞中得到高效表达,重组表达的BgaC分子质量约为69kDa,其酶促反应最适温度为42℃,最佳反应时间为30min,最适反应pH为5.5,最佳底物浓度为10mmol/L。2型猪链球菌BgaC的体外酶活为1615U/ml,酶比活为1076U/mg。结论:2型猪链球菌强毒力株05ZYH33中含有bgaC基因,在原核系统高效表达的BgaC具有良好的酶学活性。     

新型基因重组α-半乳糖苷酶工程菌菌种稳定性研究

观察脆弱类杆菌来源的新型重组α-半乳糖苷酶工程菌菌株的遗传稳定性.在有选择压力(Kan+)条件下,将重组α-半乳糖苷酶工程菌菌株在LB固体培养基上采用划线法连续传60代,每隔20代取样保存菌种,最后同时进行菌体形态、生长速度和抗生素抗性、平板传代及诱导过程中的质粒稳定性、限制酶切图谱、测序、表达量和酶活力检测.结果表明细菌形态、生长速度和抗生素抗性等与原始种子库无明显差异;LB固体培养基上传60代后质粒稳定性接近100％,但诱导过程中质粒易丢失.第20、40和60代提取质粒进行酶切检查,酶切图谱没有改变.DNA测序未见α-半乳糖苷酶基因变异.原代菌株及第20、40和60代菌株经诱导培养,其α-半乳糖苷酶表达水平、酶活力及菌体蛋白的SDS-PAGE图谱均无明显差异.说明α-半乳糖苷酶工程菌株在平板传代中具有良好的遗传稳定性     

热稳定型α-半乳糖苷酶的应用及基因工程研究进展

α-半乳糖苷酶是一种水解酶,可以将食品、饲料中的不良寡糖等抗营养因子水解,改变其营养成分并被动物吸收利用。该酶广泛存在于植物、动物及微生物中,在饲料、食品等工业以及现代医学中都有应用。目前,开发热稳定的α-半乳糖苷酶并利用基因工程方法进行分子改造和外源表达已成为研究热点。本文对近年来热稳定的α-半乳糖苷酶的应用和基因工程研究进展进行综述。     

制备抗α-半乳糖苷酶单克隆抗体用于检测B→O血型改造后的微量残留酶

目的:建立一种检测B→O血型改造后残留α-半乳糖苷酶的有效方法。方法:利用重组咖啡豆α-半乳糖苷酶为免疫原制备单克隆抗体,再采用间接ELISA法检测B→O血型改造后残留的工具酶α-半乳糖苷酶的量。结果:最低可检测出的残留酶量约为2.4ng/mL。结论:为B→O血型改造后残留的工具酶的检测提供了有效的方法。     

香蕉果实β-半乳糖苷酶基因cDNA克隆及序列分析

利用已报道β-半乳糖苷酶基因(-βga lactos idase)的保守序列设计简并引物,进行RT-PCR,从香蕉果实中得到900 bp左右的一个片段,命名为M A-ga l,序列分析表明M A-ga l全长927 bp,编码309个氨基酸,具有所有β-半乳糖苷酶基因共有的活性催化部位GGP IILSQ IENEY(F);M A-ga l片段的氨基酸序列与芦笋、草莓、番茄、芒果及鳄梨等果实相应基因的相似性分别为85.8%、80.9%、80.5%、79.1%和76.3%.     

表达重组咖啡豆α-半乳糖苷酶的酵母工程菌的高密度发酵

用5 L发酵罐优化了重组咖啡豆α-半乳糖苷酶酵母工程菌pPIC9K-Gal/GS115(本室构建)的高密度发酵工艺.通过对发酵条件的优化,包括甘油补充量及补充时机、甲醇诱导量及诱导时机、溶氧控制、诱导时间等,重组咖啡豆α-半乳糖苷酶在毕赤酵母中得到了高效表达.利用所确定的最适条件进行发酵,菌体密度最终达到368 g/L以上,每批发酵液离心后可获得3.5 L的发酵上清,上清中的蛋白含量达到3 g/L以上,目的蛋白占上清总蛋白的50%以上,含量约为1.5 g/L,上清中α-半乳糖苷酶的活性维持在80 U/ml左右.确立工艺后又进行了3次发酵试验,证明了工艺的可行性和稳定性.为重组咖啡豆α-半乳糖苷酶在B→O血型改造和酶解大豆低聚糖方面的应用奠定了基础.     

β-半乳糖苷酶的研究进展

对β半乳糖苷酶的性质及作用机理作概述,同时对利用生物技术进行β半乳糖苷酶基因克隆和表达的研究概况进行了简要介绍。     

植物β-半乳糖苷酶

β-半乳糖苷酶是一个与细胞壁降解相关的酶,广泛分布于植物组织中,参与一系列的生理生化过程,如植物的花粉发育、果实成熟及生长过程中多糖的裂解。目前,已从多种植物中分离到β-半乳糖苷酶基因。β-半乳糖苷酶基因属于多基因家族,随着研究的深入,其不同水平的转录本在不同植物的不同组织中被发现。但目前β-半乳糖苷酶在植物发育中确切的作用机制尚不明确。现介绍目前这一领域内细胞与分子生物学方面的研究进展,并结合所在课题组的研究结果进行相关探讨,为进一步研究β-半乳糖苷酶在植物中的作用机制提供新的线索。     

植物β-半乳糖苷酶

β-半乳糖苷酶是一个与细胞壁降解相关的酶,广泛分布于植物组织中,参与一系列的生理生化过程,如植物的花粉发育、果实成熟及生长过程中多糖的裂解。目前,已从多种植物中分离到β-半乳糖苷酶基因。β-半乳糖苷酶基因属于多基因家族,随着研究的深入,其不同水平的转录本在不同植物的不同组织中被发现。但目前β-半乳糖苷酶在植物发育中确切的作用机制尚不明确。现介绍目前这一领域内细胞与分子生物学方面的研究进展,并结合所在课题组的研究结果进行相关探讨,为进一步研究β-半乳糖苷酶在植物中的作用机制提供新的线索。     

具血型转换功能的咖啡α-半乳糖苷酶基因的克隆与表达

从大粒种咖啡(Coffea liberica)和中粒种咖啡(Coffea canephora)中分离克隆到了α-半乳糖苷酶（α-D-galactosidase）cDNA的开放阅读框架即编码区,分别记为Gal-D与Gal-Z,长度与已发表的小粒种咖啡cDNA编码序列相同均为1 089 bp,同源性与已发表的小粒种咖啡cDNA编码序列相比分别为98.7%和99.27%。 将克隆到的Gal-D与Gal-Z用巴斯德毕赤氏酵母Pichia pastoris表达载体pPICZαA（分泌甲醇诱导型）和pGAPZαA（分泌组成型）成功地构建了如下酵母表达载体：pPICZαA/Gal-Z,pPICZαA/Gal-D和pGAPZαA/Gal-D,并转入酵母宿主菌GS115进行了发酵表达研究。实验得出工程菌株pPICZαA/Gal-D / GS115的重组表达产物酶活最高可达48.22（U/mL）,对发酵产物进行了SDS-PAGE电泳,得到一条清晰的主条带。     

α-半乳糖苷酶清除猪细胞表面的α-Gal抗原

目的:探讨脆弱类杆菌来源的基因重组α-半乳糖苷酶清除猪细胞表面α-Gal抗原的作用。方法:用不同浓度的α-半乳糖苷酶酶解猪红细胞、猪胚肾细胞PK15、猪睾丸细胞ST和原代培养的猪成纤维细胞上的α-Gal抗原,酶解温度为26℃,作用时间为2 h;用25μg/m L的FITC-IB4凝集素标记酶解前后的细胞,采用流式细胞仪检测细胞表面α-Gal抗原的清除率。结果:流式细胞检测结果表明,不同组织来源的猪细胞表面的α-Gal抗原的表达量明显不同,所需酶的剂量也不同,但其表面的α-Gal抗原均能被α-半乳糖苷酶清除。结论:脆弱类杆菌来源的α-半乳糖苷酶可以清除猪细胞表面的α-Gal抗原,提示该酶对降低异种移植引起的超急性排斥反应有重要意义。