铁蛋白介导的地衣多糖酶胞内自发聚集及其高效制备

酶分离纯化、固定化及催化性能提升一直是生物催化领域的研究热点和前沿,也是众多研究者致力解决的难点.研究和开发新型的纯化、固定化及提升催化性能的方法,降低纯化及储存等设备的要求及生产成本,对酶大规模应用具有重要意义.文中将铁蛋白(ferritin)与目标酶(地衣多糖酶)基因融合,经高效表达后,在细胞内 自发形成无载体固定...     

拟南芥海藻糖酶基因克隆及其在大肠杆菌中高效表达与功能研究

从拟南芥幼苗中提取RNA, 通过RT-PCR克隆得到海藻糖酶基因后, 将其构建到原核高效表达载体pET30a(+)上并在大肠杆菌BL21菌株中进行高效诱导表达, 继而对纯化得到的海藻糖酶蛋白进行活性检测和酶学特性研究。实验结果表明, 植物源的海藻糖酶基因在异体大肠杆菌中能够高效表达, 纯化获得的海藻糖酶蛋白在试管条件下具有较高的海藻糖水解活性, 其活性最适温度为45℃。通过GC-MS分离检测, 可以明显地看到酶反应过程中底物海藻糖和产物葡萄糖的含量随反应时间变化的消长关系, 这充分证明克隆基因在大肠杆菌中的表达产物具有海藻糖酶的功能。     

拟南芥海藻糖酶基因克隆及其在大肠杆菌中高效表达与功能研究

从拟南芥幼苗中提取RNA,通过RT-PCR克隆得到海藻糖酶基因后,将其构建到原核高效表达载体pET30a( )上并在大肠杆菌BL21菌株中进行高效诱导表达,继而对纯化得到的海藻糖酶蛋白进行活性检测和酶学特性研究.实验结果表明,植物源的海藻糖酶基因在异体大肠杆菌中能够高效表达,纯化获得的海藻糖酶蛋白在试管条件下具有较高的海藻糖水解活性,其活性最适温度为45℃.通过GC-MS分离检测,可以明显地看到酶反应过程中底物海藻糖和产物葡萄糖的含量随反应时间变化的消长关系,这充分证明克隆基因在大肠杆菌中的表达产物具有海藻糖酶的功能.     

Escherichia coli str.K-12 substr.MG1655海藻糖酶Tre F的重组表达及性质研究

海藻糖酶(Trehalase)是一种海藻糖水解酶,能够特异性的将海藻糖分解为两分子的葡萄糖。为了将Escherichia coli str.K-12 substr.MG1655的海藻糖酶基因Tre F在E.coli BL21(DE3)中重组表达和应用,该研究通过PCR扩增获得E.coli str.K-12 substr.MG1655的海藻糖酶基因Tre F,构建了基因工程菌E.coli BL21(DE3)/p ET-24a(+)-Tre F。对重组菌进行摇瓶发酵,25℃,IPTG浓度为0.4 mmol/L时,摇瓶发酵诱导24 h时得到最高酶活为107 U/m L。进一步研究了海藻糖酶的酶学性质,发现该海藻糖酶的最适p H为7.0,最适温度为50℃;此外,将该酶应用于海藻糖的水解,起始海藻糖浓度为300 g/L,初始p H 7.0、反应温度30℃,加酶量为84 U/g,反应36 h,葡萄糖转化率可达98.4%。该研究是首次将E.coli str.K-12 substr.MG1655海藻糖酶基因Tre F在E.coli BL21(DE3)宿主中重组表达的报道。     

固定化纤维二糖酶的研究

黑曲霉 (AspergillusnigerLORRE 0 12 )的孢子中富含纤维二糖酶 ,将这些孢子用海藻酸钙凝胶包埋后 ,可以方便有效地固定纤维二糖酶。固定化后的纤维二糖酶性能稳定 ,半衰期为 38d ,耐热性和适宜的pH范围均比固定化前有所增加 ,其Km 和Vmax值分别为 6 .0 1mmol L和 7.0 6mmol (min·L)。利用固定化纤维二糖酶重复分批酶解10g L的纤维二糖 ,连续 10批的酶解得率均可保持在 97%以上 ;采用连续酶解工艺 ,当稀释率为 0 .4h- 1 ,酶解得率可达 98.5 %。玉米芯经稀酸预处理后 ,其纤维残渣用里氏木霉 (Trichodermareesei)纤维素酶降解 ,酶解得率为6 9.5 % ;通过固定化纤维二糖酶的进一步作用 ,上述水解液中因纤维二糖积累所造成的反馈抑制作用得以消除 ,酶解得率提高到 84.2 % ,还原糖中葡萄糖的比例由 5 3 .6 %升至 89.5 % ,该研究结果在纤维原料酶水解工艺中具有良好的应用前景。     

固定化蔗糖酶水解蜂蜜蔗糖的研究

用复合破壁方法从酵母提取蔗糖酶,用海藻酸钙凝胶包埋、戊二醛交联方法制备固定化蔗糖酶,并在40℃下进行脱水处理。对自然酶和固定化酶的酶学性质进行了系统研究。自然酶和固定化酶的最适底物浓度为10％,最适反应时间是120分钟,最适pH是4.0,最适反应温度自然酶是50℃,固定化酶60℃。果糖对自然酶和固定化酶有很强的抑制作用,在果糖和葡萄糖并存情况下抑制作用降低。用固定化蔗糖酶反复水解蜂蜜蔗糖40批,蜂蜜中蔗糖含量由10％下降为5％以下,固定化蔗糖酶仍保持75％水解酶活力。     

新茁霉多糖酶和淀粉茁霉多糖酶

新茁霉多糖酶水解茁霉多糖的α-1,4糖苷键产生潘糖,淀粉茁霉多糖酶水解茁霉多糖的α-1,6糖苷键产生麦芽三糖,二者又都能水解淀粉的α-1,4和α-1,6糖苷键。这两类酶都属于α-淀粉酶家族。从嗜热菌和高温厌氧菌中分离的这两类新酶种一般热稳定性都很好,是生产寡糖和在淀粉高温液化和糖化中很有发展前途的酶种。本文列表比较了各种新茁霉多糖酶和淀粉茁霉多糖酶的性质,并对这些酶蛋白的氨基酸顺序和淀粉酶共有序列进行了分析比较。     

水稻细胞质1，6—二磷酸果糖酶基因1195bp的上游调控序列的克隆及其在转基因水稻中的表达研究

1,6－二磷酸果糖酶（EC3．13．11）催化1,6－二磷酸果糖分解为6－磷酸葡萄糖和无机磷酸。在高等植物的光合作用细胞中,存在两种1,6－二磷酸果糖酶：即叶绿体型1,6－二磷酸果糖酶和细胞质型1,6－二磷酸果糖酶。由于细胞质型1,6－二磷酸果糖酶在植物碳水化合物代谢中起重要作用,且具有表达特异性,本试验通过Genome Walking分离了水解细胞质型1,6－二磷酸果糖酶基因的上游序列,并将其与β－葡糖醛酸酶（GUS）报告基因建成嵌合表达载体。采用基因枪法转化水稻,在转基因水稻中分析了GUS的表达活性和特异性。组织化学检测表明,在转基因水稻的成熟叶片中,GUS基因只在叶肉细胞中表达,在表皮细胞,泡状细胞,维管组织中均无表达,在叶鞘中的表达与叶片中相似,仅仅在叶肉细胞中表达,在根,茎所有细胞中均没有蓝色反应,为进一步研究1,6－二磷酸果糖酶基因启动子在水稻中的表达量,对12株独立来源的转基因水稻的GUS活性进行了荧光定量分析。结果显示,水稻成熟叶片中的GUS活性平均值为7031．5pmol4-MU^-1.min^-1.mg蛋白。在不同器官及组织中表达活性有差异,在转基因水稻的叶片,叶鞘中GUS均有较强的表达,在根、茎中未检测到GUS活性,实验结果表明,ATG上游1195bp调控区足以导致GUS基因在水稻中的特异性表达,因此该片段包含有使报告基因在叶肉细胞中特异性表达的所有顺式调控元件。     

昆虫海藻糖酶的基因特性及功能研究进展

海藻糖酶(Treh)是昆虫能量代谢必不可少的一类酶, 亦是昆虫体内几丁质合成通路的第一个酶。其基因表达和酶活性直接与正常发育、 蜕皮、 变态以及繁殖等昆虫重要生理过程密切相关。目前已有多种昆虫的海藻糖酶基因被成功克隆, 从而发现昆虫海藻糖酶基因家族由多个成员组成。海藻糖酶基因所编码的蛋白大多数具有一个信号肽前导区, 部分蛋白拥有1~2个跨膜结构域, 根据是否具有跨膜结构, 可将其分为可溶性海藻糖酶(Treh1)和膜结合型海藻糖酶(Treh2)两类, 膜结合型海藻糖酶具有2个特有的标签序列, 即“PGGRFREFYYWDSY”和“QWDYPNAWPP”。海藻糖酶的主要功能是将胞外和胞内的海藻糖降解成葡萄糖, 为昆虫的生命活动提供能量。具体表现为两个方面, 一是参与昆虫几丁质合成途径, 从而调控表皮、 中肠等处的几丁质合成; 二是通过与激素的协同作用, 调控昆虫体内海藻糖和葡萄糖等糖类物质的浓度变化, 从而有效保护体内细胞的适应并渡过相应的逆境环境, 并提高其抗逆能力。鉴于海藻糖酶的重要功能, 其已成为害虫控制的潜在新靶标。不同类型海藻糖酶的功能研究及酶抑制剂的研发与应用将进一步推动害虫生物防治的发展。     

里氏木霉纤维二糖酶bglII基因的cDNA克隆及其在大肠杆菌中的表达*

将里氏木霉总RNA反转录得到cDNA第一链,并以之为模板进行 RT-PCR合成约1.4kb的纤维二糖酶基因cDNA,将所得的cDNA经测序后克隆到温度敏感型表达载体pJW2中,经PCR和双酶切鉴定筛出阳性重组子,温度诱导后,经酶活测定,bgl II基因在大肠杆菌中得到了表达,酶活为0.75IU/mL。     

不同信号肽对酿酒酵母蔗糖转化酶Suc2分泌表达水平的影响

目前，绝大多数酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）菌株利用菊糖生产乙醇的能力有限，而蔗糖转化酶Suc2是酿酒酵母水解菊糖的关键酶，其分泌水平直接影响酿酒酵母转化菊糖为乙醇的性能。为提高酿酒酵母中蔗糖转化酶Suc2的分泌表达水平，利用生物信息学的分析方法选择出11种不同的分泌信号肽，包括酿酒酵母内源性、其他菌株来源以及已报道序列优化改造的信号肽，将它们融合至Suc2并构建了相应的酿酒酵母BY4741重组菌。其中，酿酒酵母内源分泌信号肽AGA2能使蔗糖转化酶Suc2更有效的分泌，含有信号肽AGA2的重组菌BY-AG的蔗糖酶酶活和菊糖酶酶活相对于含有天然信号肽的原始菌BY-S分别提高42%和26%，其利用菊糖产乙醇能力较原始菌提高了32%，乙醇产量达到78.11 g/L。在使用毕赤酵母（Pichia pastoris）分泌信号肽MSB2时，蔗糖转化酶Suc2的分泌水平也有提高，含有信号肽MSB2的重组菌BY-MS较原始菌BY-S的蔗糖酶酶活和菊糖酶酶活分别提高了80%和74%，同时，利用菊糖产乙醇能力也提高了56%，产量达到86.31 g/L。最后，对重组菌BY-MS摇瓶发酵过程中的生物量、蔗糖酶酶活、残糖总量和乙醇产量进行了监测，结果表明，重组菌BY-MS的发酵性能较原始菌BY-S有显著提高。本研究为提高蔗糖转化酶Suc2的分泌水平、构建高效菊糖基乙醇生产菌株提供参考。     

里氏木霉纤维二糖酶bgl II基因的cDNA克隆及其在大肠杆菌中的表达

将里氏木霉总RNA反转录得到cDNA第一链,并以之为模板进行 RT-PCR合成约1.4kb的纤维二糖酶基因cDNA,将所得的cDNA经测序后克隆到温度敏感型表达载体pJW2中,经PCR和双酶切鉴定筛出阳性重组子,温度诱导后,经酶活测定,bgl II基因在大肠杆菌中得到了表达,酶活为0.75IU/mL.     

水稻细胞质1,6-二磷酸果糖酶基因1 195 bp的上游调控序列的克隆及其在转基因水稻中的表达研究

1,6-二磷酸果糖酶(EC3.13.11)催化1,6-二磷酸果糖分解为6-磷酸葡萄糖和无机磷酸.在高等植物的光合作用细胞中,存在两种1,6-二磷酸果糖酶:即叶绿体型1,6-二磷酸果糖酶和细胞质型1,6-二磷酸果糖酶.由于细胞质型1,6-二磷酸果糖酶在植物碳水化合物代谢中起重要作用,且具有表达特异性,本试验通过Genome Walking分离了水稻细胞质型1,6-二磷酸果糖酶基因的上游序列,并将其与β-葡糖醛酸酶(GUS)报告基因构建成嵌合表达载体.采用基因枪法转化水稻,在转基因水稻中分析了GUS的表达活性和特异性.组织化学检测表明,在转基因水稻的成熟叶片中,GUS基因只在叶肉细胞中表达,在表皮细胞、泡状细胞、维管组织中均无表达;在叶鞘中的表达与叶片中相似,仅仅在叶肉细胞中表达;在根、茎所有细胞中均没有蓝色反应.为进一步研究1,6-二磷酸果糖酶基因启动子在水稻中的表达量,对12株独立来源的转基因水稻的GUS 活性进行了荧光定量分析.结果显示,水稻成熟叶片中的GUS活性平均值为7 031.5 pmol 4-MU-1*min-1*mg蛋白.在不同器官及组织中表达活性有差异,在转基因水稻的叶片、叶鞘中GUS均有较强的表达,在根、茎中未检测到GUS活性.实验结果表明,ATG上游1 195 bp调控区足以导致GUS基因在水稻中的特异性表达,因此该片段包含有使报告基因在叶肉细胞中特异性表达的所有顺式调控元件.     

里氏木霉纤维二糖酶bg1Ⅱ基因的cDNA克隆及其在大肠杆菌中的表达

将里氏木霉总RNA反转录得到cDNA第一链，并以之为模板进行RT－PCR合成约1．4kb的纤维二糖酶基因cDNA,将所得的cDNA经测序后克隆到温度敏感型载体pJW2中，经PCR和双酶切鉴定筛出阳性重组子，温度诱导后，经酶活测定，bg1Ⅱ基因在大肠杆菌中得到了表达，酶活为0．75IU／mL。     

固定化纤维二糖酶的研究

黑曲霉（Aspergillus niger LORRE 012）的孢子中富含纤维二糖酶,将这些孢子用海藻酸钙凝胶包埋后,可以方便有效地固定纤维二糖酶。固定化后的纤维二糖酶性能稳定,半衰期为38 d,耐热性和适宜的pH范围均比固定化前有所增加,其K_m和V_max值分别为6.01 mmol/L和7.06 mmol/(min·L)。利用固定化纤维二糖酶重复分批酶解10 g/L的纤维二糖,连续10批的酶解得率均可保持在97%以上;采用连续酶解工艺,当稀释率为0.4 h^-1,酶解得率可达98.5%。玉米芯经稀酸预处理后,其纤维残渣用里氏木霉（Trichoderma reesei）纤维素酶降解,酶解得率为69.5%;通过固定化纤维二糖酶的进一步作用,上述水解液中因纤维二糖积累所造成的反馈抑制作用得以消除,酶解得率提高到84.2%,还原糖中葡萄糖的比例由53.6%升至89.5%,该研究结果在纤维原料酶水解工艺中具有良好的应用前景。     

蔗糖代谢相关基因转化植株的研究进展

蔗糖代谢关键酶主要有蔗糖酶(转化酶)、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶.本文对这些酶编码基因的转化植株的特性作了介绍,并对需进一步研究的问题进行了讨论.     

白兰瓜子叶衰老过程中蔗糖酶同工酶的分离及其活性变化

利用DEAE—纤维素柱层析对白兰瓜子叶蔗糖酶同工酶进行了分离。发现细胞质可溶性部分含有4种蔗糖酶同工酶,其中3种为酸性蔗糖酶(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),其活性最适pH分别为5.40、4.30和4.73;另外一种为碱性蔗糖酶,其最适pH为7.40。细胞壁盐溶性部分仅含1种酸性蔗糖酶,其最适pH亦为4.73。在白兰瓜子叶生长后期(7～11d),定位于细胞质的酸性蔗糖酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的活性略有升高;衰老发生后(17～23d)其活性显著下降;衰老后期碱性蔗糖酶活性消失。在子叶生长和衰老期间细胞壁酸性蔗糖酶活性则一直下降。     

淀粉麦芽寡糖酶的连续测活

通过用糊精(含8-12个D-葡萄糖残基)做底物,以碘显色,在460nm监测光吸收的变化,测定淀粉麦芽四糖酶活力的结果表明:测活体系中含有一定量的钙离子.酶的测活曲线(在A_(460)<0.08的吸收范围)有较好的线性,该方法比间断法简便,快速,并且在测定淀粉麦芽四糖酶盐酸胍变性的失活动力学过程中.具有较好的重复性,可能成为淀粉麦芽寡糖酶测活的常用方法.     

杓兰果胶杆菌海藻糖酶的克隆表达及应用

海藻糖酶在工业发酵和食品医药等领域应用广泛,我国缺乏性能优良工业品种的海藻糖酶,同时在应用研究领域还不够深入。本研究从自然界筛选获得一株产酸性海藻糖酶的杓兰果胶杆菌(Pectobacterium cypripedii),克隆获得其海藻糖酶基因PCTre,在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)体系中实现了重组表达,在5L发酵罐上28h产酶达到4130U/mL。酶学性质研究显示,PCTre能特异性水解海藻糖,最适反应温度和pH分别是35℃和5.5,在pH4.0、4.5、5.0处理8h后残余酶活仍超过80%,表现出良好的耐酸性。同时该酶还显示出优良的有机溶剂耐受性,在20%(V/V)乙醇溶液中处理24h仍能保留60%的酶活。进一步在含有20%(V/V)乙醇和7.5%海藻糖的模拟发酵体系中,当添加500U/L PCTre,可在16h内完全水解海藻糖,具有良好的应用于工业乙醇发酵的潜力。     

茁霉多糖酶与β-淀粉酶的联合作用及其糖-肽链的连结方式

产气气杆菌(Aerobacter aerogenes)10016的茁霉多糖酶(pullulanase E.C.3.2.1.41)能专一地水解支链淀粉分支点的α-1,6-葡萄糖苷键,但它不作用于糖原而能专一地水解茁霉多糖为麦芽三糖。我们曾报道过此酶的提纯、性质以及各种不同化学试剂对酶活力的影响,本文主要报道茁霉多糖酶与β-淀粉酶的联合作用、酶结构中糖组份分析以及糖与蛋白质肽链的连结方式。一、材料和方法 1.材料:粗酶制剂由江西食品发酵所提供,生产菌种为产气气杆菌10016,酶活力为43,000单位/克。将粗酶制剂用蒸馏水浸泡,放