黑曲霉F044脂肪酶的分离纯化及酶学性质研究

黑曲霉F044脂肪酶发酵上清液经硫酸铵沉淀、透析、DEAESepharoseFastFlow阴离子交换层析和SephadexG-75凝胶过滤层析得到电泳纯的脂肪酶,纯化倍数为73·71倍,活性回收率为34%。对纯化脂肪酶性质研究表明:该脂肪酶分子量约为35~40kD,水解橄榄油的最适温度和最适pH分别为45℃和7·0,在60℃以下和pH2·0~9·0之间有很好的稳定性。该脂肪酶的水解活性对Ca2 表现明显的依赖性,而Mn2 、Fe2 和Zn2 对脂肪酶则有显著的抑制作用。在最适条件下水解pNPP的Km和Vmax分别为7·37mmol/L和25·91μmol/(min·mg)。其N-端的15个氨基酸序列为Ser(Glu/His)-Val-Ser-Thr-Ser-Thr-Leu-Asp-Glu-Leu-Gln-Leu-Phe-Ala-Gln。     

黑曲霉（Aspergillus niger）启动子的克隆及其序列特征

应用启动子筛选载体（Ｐｒｏｍｏｔｅｒ－ｔｒａｐｖｅｃｔｏｒ）ＰＬＸ２Ａ构建了１个黑曲霉（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒ）基因组文库,这个载体含有１个潮霉素Ｂ（Ｈｙ）磷酸转移酶编码基因（ｈｐｈ）它能以启动子活性选择ＤＮＡ片段,用这个基因组文库转化大肠杆菌,获得了８００００转化子菌落,其中９４％含有插入片段,用这个基因库的质粒ＤＮＡ转化黑曲霉,产生了５３个抗潮霉素Ｂ（Ｈｙ＾Ｒ）菌落,２１个转化子的Ｓ     

粘质沙雷氏菌脂肪酶基因的克隆表达和酶学性质的研究

目的:克隆粘质沙雷氏菌脂肪酶基因(lipA)使其在大肠杆菌B121(DE3)中实现高效表达,并对重组酶进行酶学性质研究.方法:以产脂肪酶粘质沙雷氏菌总DNA为模板,PCR扩增脂肪酶基因lipA,构建重组表达载体pET-lipA,并将其导入大肠杆菌进行诱导表达,对表达产物进行SDS-PAGE和酶学性质的测定.结果:经过优化培养条件,脂肪酶活力最高能达到104U/mL.重组脂肪酶的最适反应温度为40～45℃,最适pH为7.0～7.5,在50℃保温1h下仍能保持80%的酶活力,Ca2+、Sr2+、Mn2+和Mg2+对脂肪酶酶活有较强的激活作用,尤其是Ca2+使脂肪酶酶活提高了1倍多,而Ni2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+和Al3+对酶活具有较强的抑制作用,尤其是Zn2+和Al3+使酶活力几乎完全丧失.该酶对一些有机溶剂有较好的耐受性,与50%甲醇混合24h,仍能保持84%的酶活力.结论:该脂肪酶具有较好的热稳定性和甲醇耐受力,作为生产生物柴油的催化剂具有很大的应用价值,为基因工程酶法生产生物柴油打下良好的基础.     

黑曲霉(Aspergillus niger)脂肪酶的纯化及性质分析

从黑曲霉发酵液中经硫酸铵分级沉淀,Phenyl-Sepharose疏水柱层析,DEAE-Sepharose 4B阴离子交换柱得到电泳纯的脂肪酶,纯化倍数达10倍,回收率50％。对脂肪酶的性质分析表明：该酶分子质量约为35kDa,最适温度和最适pH分别为37℃和9．5,50℃以下和pH6．0～11．0之间保持稳定,属于碱性脂肪酶。Mg^2＋、Ca^2＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Co^2＋、Mn2^＋对该酶有激活作用,而Al^3＋、Fe^2＋、Fe^3＋对酶有严重抑制作用。变性剂盐酸胍和脲对其未见显著影响,而SDS强烈抑制其酶活。用不同氨基酸修饰剂对酶进行修饰,其中NBS和PMSF强烈抑制该酶活性,NBSF和DTT在低浓度下对酶活影响不大,2,3-丁二酮在高浓度下影响其活性。外加稳定剂如NaCl、PEG、甘油、山梨醇、海藻酸钠,均可不同程度的延长脂肪酶的半衰期。在一定质量比条件下,该酶有良好的抗蛋白酶性质。     

产碱假单胞菌脂肪酶的克隆表达及酶学性质研究

【目的】克隆产碱假单胞菌的脂肪酶基因,实现其在大肠杆菌中异源表达并进行酶学性质研究。【方法】通过基因文库构建和PCR,获得脂肪酶基因,并以pET30a(+)为表达载体、E.coli BL21(DE3)为宿主菌,在大肠杆菌中进行异源表达,表达产物经HisTrapTM亲和层析柱纯化后进行酶学性质研究。【结果】从产碱假单胞菌中克隆得到一个脂肪酶基因,大小为1 575 bp(GenBank登录号为JN674069)。该酶分子量为55 kD,最适底物为p-NPO,最适反应温度和pH分别为35°C、pH 9.0。重组酶经1 mmol/L的Cu2+处理30 min可使酶活提高至156%。在最适反应条件下重组酶的比活力为275 U/mg,Km和Vmax分别为80μmol/L和290 mmol/(min.g protein)。【结论】产碱假单胞菌脂肪酶基因的克隆与表达不仅积累了脂肪酶基因的资源,并为其在手性拆分中的应用奠定基础。     

短小芽孢杆菌脂肪酶基因的克隆、表达及酶学性质研究

从土壤样品中通过筛菌过程获得一株产脂肪酶的菌株,经16S rRNA鉴定属于短小芽孢杆菌,根据已报道的来源于芽孢杆菌的脂肪酶基因设计引物,克隆获得其全长基因,命名为lipS6,大小为648 bp,编码215个氨基酸,经比对其与已报道的脂肪酶基因B26有96%的同源性。构建重组表达质粒pET32a-lipS6,在大肠杆菌中实现了可溶表达,酶活达到2 000 U/mL。重组脂肪酶LipS6的最适温度为30℃,最适pH为9,低浓度的Ca2+与Mn2+对其有很明显的激活作用,疏水性有机溶剂对其毒害作用小,在正己烷体系中可以催化酯化反应,最适酯化底物酸为十四酸,底物醇为正丁醇。     

单宁酶基因在黑曲霉ST31中的克隆与表达

利用PCR扩增得到米曲霉(Aspergillusoryzae)单宁酶(tannase)基因的编码序列,经DNA测序证实单宁酶基因已成功克隆,然后将其连接到黑曲霉的表达载体ANED2-SP2上构建单宁酶基因表达载体。将构建好的单宁酶基因表达载体通过原生质转化法导入黑曲霉菌株ST31中进行表达研究。结果表明重组菌株的单宁酶活力最高为104.02U/ml发酵液,比原始出发菌株米曲霉提高2~3倍。研究构建了黑曲霉的高效转化体系,提高了黑曲霉表达系统的应用水平,为其它新酶的研究提供有价值的参考。     

伯克霍尔德氏菌ZYB002脂肪酶lipC24基因的克隆、表达及其酶学性质

【目的】克隆伯克霍尔德菌ZYB002菌株中的新型脂肪酶lip C24基因,测定其基本酶学性质,为后续深入研究该基因在菌株中的生理功能奠定基础。【方法】根据洋葱伯克霍尔德菌JK321菌株的全基因组DNA信息,直接设计引物从伯克霍尔德菌ZYB002菌株基因组中扩增出lip C24基因,并对之进行原核表达、重组蛋白的纯化及酶学性质分析。【结果】lip C24基因全长1317 bp,编码438个氨基酸残基;多肽链中具有保守五肽-G-X1-S-X2-G-序列;重组蛋白Lip C24的分子量为45 k Da;能有效水解各种对硝基苯酯,对中链脂肪酸的对硝基苯酯表现出偏爱性;其催化水解反应的最适温度为40℃,最适p H7.5;40℃下的半衰期为15.72 min,在p H 7.0-8.0的条件下,具有较好的稳定性。【结论】lip C24的编码产物为一个45 k Da蛋白,具有明显的脂肪酶活性,为中温中性脂肪酶。     

阿维链霉菌Streptomyces avermitilis碱性脂肪酶LpsA2的表达和酶学性质分析

【目的】本研究将推测的阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)脂肪酶基因lpsA2在大肠杆菌(Escherichia coli)中进行异源表达及系统的酶学性质分析。【方法】提取阿维链霉菌基因组,设计特异性引物,PCR扩增脂肪酶基因lpsA2,使其在大肠杆菌中异源表达,利用6个组氨酸标签纯化脂肪酶LpsA2,并进行酶学性质分析;对LpsA2进行序列比对和进化分析。【结果】氨基酸序列比对显示LpsA2具有脂肪酶典型的由Ser、His和Asp构成的活性部位,即Ser130-Asp221-His25,其中Ser位于保守的五肽结构(Gly128-His129-Ser130-Gln131-Gly132)中;分子系统学分析显示,LpsA2是脂肪酶第一家族亚家族成员(Subfamily I.7);实验测得纯化的重组脂肪酶LpsA2的最适反应pH为8.0,最适反应温度为50℃;最适底物为对硝基苯酚豆蔻酸酯;在10℃-50℃范围内该酶的激活自由能为6.3 kcal/mol;1 mmol/L Co2+、Hg2+、Zn2+可使酶活性提高至250%以上;15%的二甲基甲酰胺和二甲基亚砜使酶活分别提高至110.7%和138%;0.1%和1%的Span-20可使酶活性分别提高至352.7%和189.7%。【结论】本研究对推测的来源于S.avermitilis的脂肪酶基因lpsA2进行了异源表达和酶学功能鉴定,不仅为脂肪酶的研究积累了更多数据,也为具有优良性能的脂肪酶生物工程菌的筛选奠定了基础,更为其在食品加工、药物合成等工业生产中的应用提供了依据。     

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。     

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。     

黑曲霉脂肪酶：基因克隆、表达及体外复性

根据黑曲霉F044脂肪酶N-端氨基酸序列,运用生物信息学方法,找到与黑曲霉脂肪酶基因同源的候选基因A84689。根据该基因序列,设计引物直接PCR扩增得到黑曲霉脂肪酶全长基因anl。anl全长1044bp,含3个内含子,编码297个氨基酸(含信号肽27个氨基酸),与其它脂肪酶基因没有明显同源性。将编码成熟脂肪酶的anl连接到pET28a载体上得到重组表达质粒,转化大肠杆菌BL21(De3),诱导表达并纯化出目的蛋白。通过大量稀释和DEAESepharoseFastFlow层析相结合的方法,变性后的纯化蛋白在体外实现再折叠复性。     

普通变形杆菌位置非特异性脂肪酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

【目的】本文拟克隆普通变形杆菌(Proteus vulgaris)脂肪酶基因,并实现其在大肠杆菌中的高效表达,并检验外源表达脂肪酶的催化性质。【方法】通过PCR方法,从P.vulgaris基因组中扩增其脂肪酶基因(PVL),并将其开放读码框区域连接到表达载体pET-DsbA及pMBP-P上,在大肠杆菌中用IPTG诱导表达。我们对培养基组分及培养条件进行优化,以获得最高的酶产量。用Ni柱亲和层析法对所得重组脂肪酶进行纯化,并考察其酶学性质。【结果】PVL基因编码区含864个碱基,编码含287个氨基酸的酶蛋白。该序列在GenBank的登录号为FJ643627。PVL基因在大肠杆菌BL21内诱导表达的最佳条件为:在pH8.5的LB培养基中添加15g/L葡萄糖及200mg/L氨苄青霉素,在培养至OD600为1.2时加入100mg/LIPTG,15℃诱导15h,最高酶活达到192.2U/mL。通过亲和层析纯化了重组脂肪酶,得到一个约31kDa的蛋白条带。外源表达的脂肪酶的催化特性与野生菌脂肪酶相似,具有催化的位置非特异性,对长链脂肪酸酯亲和性最高。【结论】PVL基因在大肠杆菌中的高效表达为P.vulgaris脂肪酶的进一步研究与应用奠定基础。     

溶胶凝胶法固定化黑曲霉脂肪酶的性质研究

近年来溶胶-凝胶法固定脂肪酶已成为研究热点。选用TMOS、MTMS、ETMS和PTMS 4种硅烷试剂对黑曲霉脂肪酶进行了固定化研究。固定化的最佳配方为ETMS/TMOS=5：1、水与硅烷试剂分子比为8;固定化脂肪酶的固定率为80.2%、相对活性为136.3%;以乳化橄榄油作为底物,在50℃和pH4.0的条件下,固定化脂肪酶与游离脂肪酶K_m分别为1.899×10^-4M和2.789×10^-4M;最适反应pH均为pH4.0,固定化脂肪酶在pH4.0~pH5.5之间其活性能保持95%以上;固定化脂肪酶最适反应温度为60℃,较游离脂肪酶提高了10℃;固定化脂肪酶的酸碱稳定性和热稳定性较非固定化酶有显著的提高。固定化脂肪酶的使用寿命和保存稳定性良好,使用12次后仍能够保留71.7%活性,在室温避光条件下保存180天后仍可保留79.2%活性。     

Purification and characterization of a novel carbaryl hydrolase from Aspergillus niger PY168

A fungus capable of using carbaryl as the sole source of carbon and energy was isolated from a soil enrichment, and characterized as Aspergillus niger and designated strain PY168. A novel carbaryl hydrolase from cell extract was purified 262-fold to apparent homogeneity with 13.6% overall recovery. It had a monomeric structure with a molecular mass of 50,000 Da and a pI of 4.6, and the enzyme activity was optimal at 45 degrees C and pH 7.5, The activities were strongly inhibited by Hg(2+), Ag+, rho-chloromercuribenzoate, iodoacetic acid, diisofluorophosphate and phenylmethylsulfonyl fluoride but not EDTA and phenanthroline. The purified enzyme hydrolyzed various N-methylcarbamate insecticides. Carbaryl is the preferred substrate.     

黑曲霉单宁酶基因Tan2克隆与表达

单宁酶(Tannase,EC 3.1.1.20)能水解单宁中的酯键和羧酚酸键,产生没食子酸以及对应醇,在食品、饮料、饲料、制药、医药、化妆品等各类工业中应用广泛,也在普洱茶发酵中具有重要作用.从普洱茶发酵中分离的黑曲霉菌株PU001中克隆得到单宁酶基因Tan2,并连接到表达载体pCold-Ⅰ构建BL21-pCdd Ⅰ原...     

Cloning and sequencing of the triacylglycerol lipase gene of Aspergillus oryzae and its expression in Escherichia coli

Aspergillus oryzae produces at least three extracellular lipolytic enzymes, L1, L2 and L3 (cutinase, mono- and diacylglycerol lipase, and triacylglycerol lipase, respectively). We cloned the triacylglycerol lipase gene (provisionally designated tglA) by screening a genomic library using a PCR product obtained with two degenerate oligonucleotide primers corresponding to amino acid sequences of L3 as probes. Nucleotide sequencing of the genomic DNA and cDNA revealed that the L3 gene (tglA) has an open reading frame comprising 954 nucleotides, which contains three introns of 47, 83 and 62 bp. The deduced amino acid sequence of the tglA gene corresponds to 254 amino acid residues including a signal sequence of 30 amino acids and, in spite of the difference in substrate specificity, it is homologous to those of cutinases from fungi. Three residues presumed to form the catalytic triad, Ser, Asp and His, are conserved. The cloned cDNA of the tglA gene was expressed in Escherichia coli, and enzyme assaying and zymography revealed that the cloned cDNA encodes a functional triacylglycerol lipase.     

扩展青霉脂肪酶基因克隆、密码子优化及表达

【目的】克隆扩展青霉脂肪酶基因,实现具强催化活性的脂肪酶的异源高效表达。【方法】利用RT-PCR扩增扩展青霉CICC 40356脂肪酶(PEL)cDNA序列,利用重叠延伸PCR(Over-lap extension PCR)技术对PEL的10个稀有氨基酸密码子和表达载体pPIC9Kα信号肽的9个氨基酸密码子进行了优化,获得了改造过的脂肪酶基因PELM和表达载体pPIC9KM。并构建了带有脂肪酶自身信号肽的pPIC9K-PEL1、pPIC9KM-PELM1、pPIC3.5K-PEL1、pPIC3.5K-PELM1和不带有脂肪酶自身信号肽的pPIC9K-PEL2、pPIC9KM-PELM2六个重组质粒。利用对硝基苯酚棕榈酸酯(pNPP)为底物检测工程菌脂肪酶的酶活。在此基础上,对工程菌的酶学性质进行了研究。【结果】扩展青霉脂肪酶基因cDNA序列分析结果表明该序列与已报道PEL cDNA序列仅相差3个碱基,同源性高达99%。6个重组工程菌在甲醇诱导下,均表现出pNPP水解活性,28℃诱导100h时酶活达到最高,发酵上清的酶活分别为3.65 U/mL、30.49 U/mL、90.85 U/mL、212.05 U/mL、15.29 U/mL、76.32 U/mL。SDS-PAGE结果表明重组脂肪酶分子量均约28 kDa。酶学性质研究表明,重组脂肪酶PELM最适温度为35℃,最适pH为9.5,在pH7.0-10.0范围内该脂肪酶均较稳定,Ca2+和Mg2+对其有激活作用,Fe2+、Zn2+、Cu2+则有抑制作用,EDTA能使之快速失活。以不同碳链长度的对硝基苯酚酯为底物检测其底物特异性,结果显示其对中链酯(C8-C12)有较强的水解能力,最适底物为为C8的pNP酯。【结论】密码子优化后的扩展青霉脂肪酶基因在毕赤酵母中获得理想的表达,其酶活力比未优化的野生脂肪酶的提高了2.3-2.5倍,表明定点突变对其基因本身更改特有稀有密码子是实现PEL功能蛋白的异源高效表达的有效策略之一。     

脂肪酶产生菌的筛选及一株黑曲霉产脂肪酶最适条件研究

通过固体平板筛选,从520株真菌中分离得到194株产脂肪酶菌。再选择其中透明圈较大的43株菌进行液体复筛,得到产酶活力最高的一株菌为黑曲霉L_1。最后,确定了此菌的最适产酶条件为:橄榄油作碳源,酵母膏作氮源,pH5.8,28℃培养4天。