假单胞菌WBC—3甲基对硫磷水解酶性质的初步研究

从最近分离到的有机磷农药降解菌Pseudomonas sp．WBC—3中获得了甲基对硫磷水解酶（Methyl parathion hydrolase,MPH,EC3．1．8．3)。该酶在48h的培养物中分布比例分别为：上清液2．1％,胞内86．2％和胞间质11．7％,说明MPH为胞内酶。经过CM—sepharose Fast Flow阳离子交换层析,获得电泳纯的酶。SDS—PAGE和凝胶过滤层析表明,该酶为单体蛋白,分子量约为34kD。动力学分析显示该酶为非特异性有机磷降解酶,但最适底物为甲基对硫磷。在pH9～12范围,酶表现较高活力水平,最高活力的反应温度为40℃。根据各类金属离子和鳌合剂对酶活的影响,推测MPH为金属酶。     

假单胞菌WBC-3甲基对硫磷水解酶性质的初步研究

从最近分离到的有机磷农药降解菌Pseudomonassp. WBC3中获得了甲基对硫磷水解酶（Methyl parathion hydrolase, MPH,EC 3183）。该酶在48h的培养物中分布比例分别为：上清液2.1%, 胞内862%和胞间质11.7%,说明MPH为胞内酶。经过Cmsepharose Fast Flow阳离子交换层析,获得电泳纯的酶。SDSPAGE和凝胶过滤层析表明,该酶为单体蛋白,分子量约为34kD。动力学分析显示该酶为非特异性有机磷降解酶,但最适底物为甲基对硫磷。在pH9～12范围,酶表现较高活力水平,最高活力的反应温度为40℃。根据各类金属离子和鳌合剂对酶活的影响,推测MPH为金属酶。     

重组有机磷水解酶MPH的发酵条件的优化研究

有机磷水解酶在去除有机磷农药残留中具有重要的应用前景。在Escherichia coli BL21(DE3)中实现了有机磷水解酶(MPH)的重组诱导表达之后,为了实现工业化生产MPH,考察了以乳糖为诱导剂,碳源、氮源、金属离子、培养温度、乳糖浓度及诱导时间等对产酶的影响,得到了优化的发酵条件,L9(34)正交实验进一步确定了最佳的碳源、氮源及乳糖浓度。在此基础上利用7L自控发酵罐进行了发酵过程研究,经12h培养,得到菌体12.65g(DCW)/L,MPH表达量为14.56%,酶活18.69I U/mL。     

曲霉固液态发酵产壳聚糖降解酶组分及酶学特性分析

以壳聚糖酶产生菌——曲霉为出发菌株进行固液态发酵,旨在比较其产物酶组分和酶学性质。结果表明固态发酵产酶组分复杂,除具有壳聚糖降解活性外,还具有多种常见水解酶酶活如蛋白酶、纤维素酶和果胶酶等;液态发酵所得酶组分较简单,不仅具有较大壳聚糖降解活性,还表现出少量蛋白酶和纤维素酶活性。固液态发酵产物酶学性质不同,最适反应温度分别为45℃和40℃,适宜温度分别为40-55℃和35-40℃,分别在40-50℃和30℃稳定性较高;最适反应p H分别为5.8和5.2,分别在p H4.6-6.4和p H4.6-5.8范围内具有较高活性,在p H4.6和p H5.2时稳定性最高。由此说明,固液态发酵产酶组分和相关酶学性质不同,在工业应用中有不同的作用表现。     

黑曲霉纤维二糖水解酶基因cbhA在毕赤酵母中异源表达

[目的]对黑曲霉纤维二糖水解酶cbhA基因进行了克隆和在毕赤酵母中的真核表达。[方法]采用PCR方法扩增黑曲霉纤维二糖水解酶A(Cellobiohydrolase A,CBHA)基因,获得的DNA序列与cbhA基因表现出高度相似,推导出的氨基酸序列与真菌CBHA酶也高度相似,属于糖基水解酶第7家族。将扩增得到的cbhA基因克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K上,与α-因子信号肽序列形成融合蛋白,进一步通过电转化方法将线性化质粒p PIC9K-cbhA转化至毕赤酵母GS115菌株进行表达。[结果]在甲醇诱导下,重组菌株CMC比酶活力是对照的2.5倍,SDS-PAGE分析结果也确认了cbhA基因在重组菌株GS115/p PIC9K-cbhA中的表达。对该酶性质的分析表明,重组CBHA酶水解CMC底物最适p H值为5.0,最适温度为55℃。[结论]黑曲霉纤维二糖水解酶基因cbhA的克隆和其真核表达工程菌株的构建,为获得纤维二糖水解酶A高产菌株,实现纤维素酶多组分的人工组装奠定了基础。     

青霉L1来源具有生产木寡糖应用潜力的高比活GH11木聚糖酶

木聚糖酶是一种备受关注的糖苷水解酶,能够应用于酿造、饲料、制药、生物能源等多个领域,但是目前大部分木聚糖酶在低于30℃的环境中活力较低。为了获得在较低温度下具有高活力的木聚糖酶,从青霉L1(Penicilliumsp.L1)中克隆到一条GH11木聚糖酶基因XYN11A,并在毕赤酵母GS115中进行异源表达。经过纯化和酶学性质测定,该酶的最适p H和最适温度分别为3.5-4.0和55℃,能够在酸性和中性缓冲液(p H 1.0-7.0)中以及40℃下保持稳定,同时对所有已测试的金属离子和化合物都有一定的抗性。值得注意的是,该酶具有GH11家族中比较高的比活力6 700 U/mg,另外,该酶在较低温度20-40℃亦可展现出较高的酶活力(24%-58%)。经过16 h的榉木木聚糖水解实验,该木聚糖酶的水解产物主要是木二糖、木三糖和木四糖,几乎不产生单体木糖。因该酶同时具有产寡糖、较低温度下活力高以及嗜酸性等3种特性,XYN11A在食品和饲料工业中具有巨大的应用潜力。     

蜡样芽孢杆菌亮氨酸脱氢酶基因在大肠杆菌中的表达及重组酶性质

本研究采用PCR技术从蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus基因组DNA中克隆出亮氨酸脱氢酶基因,构建重组表达质粒p ET28α(+)-ldh,实现在大肠杆菌中的高效表达,并分析重组亮氨酸脱氢酶的酶学性质。结果表明,从Bacillus cereus成功克隆的亮氨酸脱氢酶编码基因约为1 000 bp,表达的重组亮氨酸脱氢酶相对分子质量约为40 k Da。酶学研究结果表明:该酶的最适反应温度为37℃,其热稳定性好,30℃的半衰期长达330 h;最适反应p H为9.5;在p H 7.0~8.0的缓冲液中保存24 h后仍保持原有酶活力的80%以上;金属离子Fe2+对该酶具有明显的促进作用,而EDTA强烈抑制亮氨酸脱氢酶的活性。动力学分析结果表明该酶对底物NADH催化的Km和Vmax分别为0.635 mmol/L和1.54μmol/(L·min)。亮氨酸脱氢酶基因在大肠杆菌中的成功表达为手性氨基酸的生物合成提供了可能。     

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。     

产碱菌外切异麦芽三糖水解酶的产生和性质

从污染的右旋糖酐溶液中分离出一株外切异麦芽三糖水解酶(Exo-isomaltotrio-hydrolase,1,6-α-D-Glucan isomaltotriohydrolase EC 3.2.1.95)产生菌,经鉴定为产碱菌(Alcaligenes sp.).研究了酶的产生条件和基本性质.产酶最适培养基组成(%):右旋糖酐1.5、鱼粉蛋白胨1、酵母抽提物0.1、牛肉膏0.3、甲醇2,pH8.0,250ml三角瓶中装20ml培养基,于26℃200r/min旋转摇床上振荡培养48小时.酶的最适作用温度和pH分别为50℃和p H6.5—7.5,在pH5.0—10.6范围内稳定.在40℃保温24小时酶活力基本不变,50℃保温8小时剩余酶活力为71.8%,保温24小时剩余酶活力为44.2%,在55℃酶活力的半寿期为10 小时.金属离子Hg^(2+)、Ag^+对酶强烈抑制.水解右旋糖酐的终产物为异麦芽三糖,酶的作用方式为外切型.     

甲基对硫磷水解酶参与催化相关结构的研究

甲基对硫磷水解酶（MPH）是一种新的有机磷水解酶。将完整的甲基对硫磷水解酶基因（mpd）构建入pUC19载体,使得mpd基因以自身的启动子在Escherichia coli DH5α中表达并得到了纯化。金属螯合实验发现MPH的活性不受金属螯合剂1, 10菲NFDA1啉的影响;但用电感耦合等离子发射光谱测定其金属含量显示MPH是金属酶,1mol酶中结合了2mol的Zn²⁺。为确定参与MPH催化活性的必需氨基酸,用化学修饰剂碳化二亚胺、二乙基焦磷酸酯、磷酸吡哆醛和丁二酮处理MPH,然后检测其残余酶活力,结果表明天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸和精氨酸残基与酶的催化活性无关;而二乙基焦磷酸酯对组氨酸侧链的化学修饰引起酶活性的大幅度的下降,其对酶活性的抑制率达到9.6h^-1,说明组氨酸是酶活力所必需的基团。这些结果为进一步研究酶的结构及对酶进行分子改造提供了必要的基础数据。     

嗜热毛壳菌热稳定脂肪酶基因(lm)的克隆及其在毕赤酵母中的表达(英文)

研究从嗜热毛壳菌Chaetomium thermophilum中克隆了一个新的脂肪酶基因(lm)。其中DNA序列包含一个由870个碱基构成的开放阅读框,编码289个氨基酸,含有4个内含子,没有信号肽序列。序列提交Gen Bank,登录号为GU338248。将该基因在毕赤酵母中表达。在甲醇的诱导下,重组蛋白得到了高效表达,第6天的表达量最高,蛋白达到0.428mg/m L,菌物学报酶活力为19.77U/mg。SDS-PAGE检测该蛋白的分子量为35k Da。该脂肪酶的最适反应温度为60℃,具有热稳定性,在40–80℃热稳定,80℃处理60min仍有65%的相对酶活。该酶最适反应p H值为10.0,在p H 9.0–12.0酶活相对稳定。该酶具有较好的热稳定性和耐碱性,具有良好的工业应用价值。     

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。     

大肠杆菌酸性磷酸酶基因克隆表达及应用

将大肠杆菌K-12的酸性磷酸酶(AphA)完整基因和去信号肽基因分别克隆到pET-28a(+)栽体上,并转化入大肠杆菌BL21( DE3)中.经诱导检测,重组菌均能表达出高活性的可溶性酶蛋白,去信号肽表达更稳定.对重组菌的活性研究表明,相对于野生菌,重组菌酶活力得到大幅度提高,同时,以pNPP、肌苷为底物进行磷酸转移催化反应,在pH4.0-6.0、反应温度37℃条件下,约有30％的肌苷可转化为IMP,但随着反应的进行所形成的IMP又被该酶降解,向反应液中加入EDTA即可明显抑制酶的水解活性,减缓IMP的降解速率.     

芽孢杆菌β-甘露聚糖酶基因的克隆及表达

从新疆极端干燥环境土壤样品中筛选到具有高β-甘露聚糖酶活性的芽孢杆菌(Bacillus sp.MX).运用PCR技术从该菌基因组中克隆得到β-甘露聚糖酶基因,连接到表达载体pET-28a上.在大肠杆菌BL21中高效表达的基因产物经亲和层析纯化,SDS-PAGE凝胶电泳分析显示该蛋白的相对分子质量为41 kD.酶学性质分析表明该酶在25～95℃,pH3.0～9.6范围内均具有酶活.最适作用温度55℃和pH值5.0,酶比活力为4 572 U/mg.在最适pH 5.0,高温85℃和95℃分别处理10min后,该酶相对酶活力仍保持51%和34%,显示β-甘露聚糖酶具有较好的耐酸性和热稳定性.     

黑曲霉QU10果糖基转移酶的克隆表达（英文）

微生物果糖基转移酶能够以蔗糖为底物产生低聚果糖。为获得更多新酶资源,通过PCR法成功地克隆出黑曲霉QU10的果糖基转移酶基因(Gen Bank Accession No.KF699529),基因片段长度为1 941 bp,包含一个54 bp的内含子。进一步利用RT-PCR法克隆了果糖基转移酶的c DNA,其编码628个氨基酸。将所得片段定向克隆到p ET-22b、p GAPZA及p GAPZαA载体,并转化至大肠杆菌或毕赤酵母中,通过筛选获得果糖基转移酶表达活力高的转化子。利用α信号肽的毕赤酵母转化子获得最高果糖基转移酶胞外酶活力为431 U/m L,是原始菌株酶活力的35倍。此毕赤酵母重组酶为同源二聚体,半天然PAGE表观分子量约200 k Da。以蔗糖为底物,果糖基转移酶在p H 5.0、45℃下反应4 h,酶解产物中主要是蔗果三糖和四糖,蔗果寡糖最高可占总质量的58%。结果表明,果糖基转移酶酵母工程菌具有很高的转果糖基的能力,而且表达活力高,具有潜在的工业应用价值。     

黑曲霉QU10果糖基转移酶的克隆表达

微生物果糖基转移酶能够以蔗糖为底物产生低聚果糖。为获得更多新酶资源,通过PCR法成功地克隆出黑曲霉QU10的果糖基转移酶基因(Gen Bank Accession No.KF699529),基因片段长度为1 941 bp,包含一个54 bp的内含子。进一步利用RT-PCR法克隆了果糖基转移酶的c DNA,其编码628个氨基酸。将所得片段定向克隆到p ET-22b、p GAPZA及p GAPZαA载体,并转化至大肠杆菌或毕赤酵母中,通过筛选获得果糖基转移酶表达活力高的转化子。利用α信号肽的毕赤酵母转化子获得最高果糖基转移酶胞外酶活力为431 U/m L,是原始菌株酶活力的35倍。此毕赤酵母重组酶为同源二聚体,半天然PAGE表观分子量约200 k Da。以蔗糖为底物,果糖基转移酶在p H 5.0、45℃下反应4 h,酶解产物中主要是蔗果三糖和四糖,蔗果寡糖最高可占总质量的58%。结果表明,果糖基转移酶酵母工程菌具有很高的转果糖基的能力,而且表达活力高,具有潜在的工业应用价值。     

甲基对硫磷水解酶的酿酒酵母表面展示及在甲基对硫磷降解中的应用

PCR扩增假单胞菌WBC-3的甲基对硫磷水解酶基因,插入表面展示质粒pYD1的多克隆位点,构建pYD1-MPH重组质粒。重组质粒转化酿酒酵母EBY100,2%半乳糖诱导甲基对硫磷水解酶表达,并利用免疫荧光检测甲基对硫磷水解酶在酿酒酵母细胞表面的表达展示。研究了表面展示甲基对硫磷水解酶的酶学性质和酵母工程菌对水体中甲基对硫磷的降解效果。结果表明成功构建具有全细胞甲基对硫磷水解酶催化活性的酵母工程菌,经2%半乳糖诱导48 h,表面展示甲基对硫磷水解酶比酶活力为18.2 U/mg细胞干重。表面展示甲基对硫磷水解酶的最适作用pH为9.5,最适作用温度为30℃,在p H4.0-10.5之间和45℃以下稳定性较好,Mn2+、Co2+、Zn2+、Ca2+、Hg2+、K+、Ni2+对表面展示甲基对硫磷水解酶活性有激活作用,Na+、Fe3+、Ag+对展示酶活力有抑制作用。工程菌在1 h内对淡水中20 mg/L的甲基对硫磷的降解率在80%以上。     

人参皂苷Rb3糖基水解酶的纯化及其反应特性

人参皂苷Rb3是三七茎叶皂苷的主要成分。为了充分利用廉价的三七茎叶皂苷,该研究以微生物Aspergillus sp. P90r菌为对象,综合运用生物转化的方法,经过提取、分离纯化和酶活力测定等步骤,最终以确定酶反应途径的方式得到了所产的特异性人参皂苷Rb3糖基水解酶的相关性质和动力学等反应特性。结果表明:该酶比Absidia sp. GRB3-X8r菌产酶活力高15%~25%,SDS-PAGE电泳结果测得分子量约为65.6ku,纯化后酶蛋白的含量为0.237 mg·mL~(-1),蛋白比活力可达到169 U·mg~(-1),纯化倍数为13.70,回收率为9.39%。人参皂苷Rb3糖基水解酶在pH=5.0的偏酸性环境下酶活力很高,最适反应条件:pH=3.0~5.0,温度45℃,其中在pH=4.0~6.0范围内相对稳定。该酶在20 min时进入混合级反应,酶反应米氏常数Km值为8.77 mmol·L~(-1),V_(max)为57.44 mmol·L~(-1)·h~(-1),在60 min时反应速度达到最大,Vmax趋于稳定,为66.63mmol·L~(-1)·h~(-1)。通过对酶的催化特性研究表明,该酶先水解Rb3的20-O-木糖基,其次水解3-O-葡萄糖基,最终催化反应产物中有F2和C-K生成。综上结果,微生物Aspergillus sp. P90r菌酶具有能水解人参皂苷Rb3木糖基和葡萄糖基的特异性。     

一株产纤维素酶细菌的分离鉴定及酶学特性研究

从采集的含腐烂树叶的土壤中,筛选到1株产纤维素酶能力较高的菌株JJ-3,经16S r RNA基因序列分析,鉴定该菌株为产酸克雷伯氏杆菌(Klebsiella oxytoca)。产酶条件及酶学特性研究表明:以滤纸为碳源、蛋白胨为氮源、初始p H为8.0的培养基中发酵3 d更利于纤维素酶的合成;菌株发酵液在中性和碱性条件下均有较高的滤纸酶活力,分别可达118.7 U/m L(p H7.0),167.8 U/m L(p H8.0)和120 U/m L(p H9.0);所产纤维素酶的最适酶反应p H为7.0,最适酶反应温度为40℃,对温度比较敏感,在p H7.0-8.0的范围内具有较好的稳定性,能满足中性和碱性纤维素酶的要求。     

黑曲霉α-葡萄糖苷酶cDNA的克隆及表达

研究黑曲霉(Aspergillus niger)M-1菌株的α-葡萄糖苷酶基因在大肠杆菌中的克隆及表达。以M-1菌株的总RNA为模板,利用RT-PCR扩增α-葡萄糖转苷酶的cDNA,重组到Trc启动子控制下的表达载体pSE380中,构建重组质粒pSE-αtg,转入大肠杆菌BL21(DE3)进行IPTG诱导表达。初步研究表明:重组蛋白具有葡萄糖苷酶活性,最适pH为6.0,最适温度为45℃,金属离子Cu2 和Mn2 对酶活力有明显的促进作用。添加1.6mmol/L IPTG对重组菌的诱导作用最大,在培养中添加麦芽糖,对重组菌产酶有显著的促进作用。