新型海洋源β-半乳糖苷酶在毕赤酵母中的表达与酶学性质

从海洋环境β-半乳糖苷酶基因出发,采用毕赤酵母表达体系,构建产β-半乳糖苷酶的基因工程菌,并对重组酶酶学性质进行表征。结果发现:海洋源β-半乳糖苷酶具有优良的乳制品用酶特性,该重组酶的最适pH为7.0~8.0,最适温度为45℃,在50℃以下孵育1 h可保持55%以上的活力,能耐受Fe~(2+)、Na~(2+)、K~(2+)、Ca~(2+)等多种金属离子。宽广的pH、温度、金属离子稳定性,以及低温活性赋予该酶良好的乳制品用酶特性。     

黏细菌漆酶序列筛选及其重组酶酶学性质

漆酶是一种应用广泛的绿色环保的多酚氧化酶。漆酶过去被认为广泛存在于植物、昆虫和真菌中,而近年来,越来越多的细菌中也发现了漆酶的存在。黏细菌是一类重要的资源菌,但与一般细菌相比,较难分离和纯化。文中利用生物信息学的方法,综合应用Blast和隐马尔可夫模型方法对黏细菌蛋白质组数据库进行搜索,并根据多铜氧化酶的保守铜离子结合位点进行进一步筛选,获得30个候选黏细菌漆酶序列。挑选其中9个,在大肠杆菌中进行重组表达。利用2,6-甲氧基苯酚(DMP)等常用漆酶底物检测重组酶的催化氧化活性,其中7个重组蛋白具有漆酶催化活性。选择1个对2,6-甲氧基苯酚(DMP)具有较高氧化活性的重组酶(命名为rSC-2),通过Ni-NTA亲和层析柱纯化rSC-2,测试其酶学性质。纯化的rSC-2蛋白分子量约57 kDa,在最适反应条件下,rSC-2催化DMP反应的比酶活为0.27 U/mg。催化DMP反应的最适温度为60℃,最适pH为7.0。rSC-2在pH 7.0-8.0有较高酶活,在60℃孵育1 h保留50%以上剩余酶活。低浓度的Ca~(2+)对酶活有一定的促进作用,而较高浓度的Fe~(3+)、Co~(2+)、Ba~(2+)对酶活的抑制作用较明显。这是首次对黏细菌漆酶序列进行系统性的生物信息学分析,并实现纤维堆囊菌Sorangium cellulosum序列来源的漆酶活性蛋白在大肠杆菌细胞中重组表达。     

非酶糖基化对α-synuclein分子构象的影响

将纯化后的α－synuclein分别与果糖和葡萄糖孵育,通过内源荧光、非酶糖基化衍生物特征荧光、圆二色光谱以及电子显微镜等技术进行检测发现：α—synuclein与还原糖共同孵育后,308nm内源荧光强度明显降低,同时在447nm产生一个非酶糖基化衍生物特征荧光．与果糖孵育的蛋白质样品其非酶糖基化特征荧光的出现速度快于葡萄糖孵育样品．内源荧光与非酶糖基化特征荧光之间存在能量传递现象,提示Tyr残基与非酶糖基化特征荧光发色团在空间距离上彼此接近．圆二色光谱测定结果显示,α－synuclein与果糖孵育后,其α－螺旋含量增加．非酶糖基化的α－synuclein在电子显微镜下表现为短纤维状．非酶糖基化可以诱导α－synuclein蛋白分子聚集,且果糖较葡萄糖更容易使α－synuclein发生非酶糖基化．以上结果提示,非酶糖基化似乎可以导致α－synuclein在细胞内的错误折叠和分子聚集．     

ATP酶组织化学染色孵育方法比较

目的比较经典的ATP酶组织化学染色法中几种孵育方法优缺点,以用于临床诊断中肌纤维分型研究和肌肉疾病病理诊断。方法新鲜的肌肉组织用异戊烷-液氮冷冻,冰冻切片厚度7μm,组织化学染色采用ATP酶滴染法和浸染法两种,采用的两种孵育条件分别为37℃恒温箱(120~180)min和4℃冰箱过夜。结果 4℃过夜滴染的染色效果比37℃滴染的效果好;37℃浸染比4℃过夜浸染效果好。浸染过夜虽然容易有沉淀,但是使用前过滤ATP酶孵育液,染色效果仍然好。结论各种方法和实验条件的改变导致染色结果的不同,临床工作者可根据实际情况,在减少人力和试剂成本前提下,选择使用不同的ATP酶组织化学染色技术,使其得到更广泛的应用。     

两种酶谱方法在κ-卡拉胶酶活性鉴定中的应用

对分离纯化后的κ-卡拉胶酶进行SDS-PAGE电泳和酶谱试验鉴定,比较κ-卡拉胶酶活性鉴定中的两种酶谱试验方法。一种是先进行非变性PAGE电泳,电泳完毕,将电泳胶与事先准备好的底物胶叠合在一起,35℃孵育液孵育。另一种是在此试验方法基础上进行改进,直接在电泳分离胶中加入0.2%底物,进行SDS-PAGE电泳,电泳结束,用TritonX-100将电泳胶复性,孵育液孵育。试验结果表明改进后的酶谱方法操作简单,具有良好的灵敏度和精确的定位。同时,利用改进后的酶谱方法对κ-卡拉胶酶活性进行了反应时间的研究,结果显示,反应时间为8 h时,降解条带最清晰,最有利于相似分子量酶的辨别。     

漆酶Lac1338的酶学特性测定及定向突变对其酶解染料影响

为了获得表达量高、热稳定性好的漆酶,通过密码子优化合成漆酶基因lac1338、连接到pET-32a(+)载体上并在Escherichia coli BL21(DE3)中表达,获得HIS-Lac1338蛋白。酶学性质测定结果显示,以ABTS为底物时,HIS-Lac1338的比活力高达22.8 U/mg,Km和Vmax分别为567μmol/L和2.8 mmol/(L·min·g);HIS-Lac1338的最适反应温度为55℃,最适pH为6.0;在55℃以下保温2 h能保留50%的酶活性,在pH 4-8范围内孵育4 h仍保留50%以上的活性;HIS-Lac1338对Cu~(2+)抗性强,Ca~(2+)、Na~+、K~+对HIS-Lac1338有促进作用,而Co~(2+)、Fe~(2+)、Hg~(2+)、Ag~+等重金属离子对HIS-Lac1338有抑制作用。易错PCR方法得到的Lac1338的突变酶Lac16与HIS-Lac1338相比,对酸性紫7、溴酚蓝、考马斯亮蓝的降解率分别由10.9%、20%和25%提高到90.5%、67.8%和85%。结果表明,HIS-Lac1338具有较好的温度及pH稳定性,而通过易错PCR技术定向突变获得的突变酶Lac16的染料降解率大大提高。     

Paraglaciecola hydrolytica中新型β-琼胶酶Aga2的异源表达及酶学性质分析

琼胶寡糖具有抗氧化、抗肿瘤和调节肠道菌群等多种生物活性,而微生物来源的琼胶酶是酶法制备琼胶寡糖的重要工具酶。目前报道的琼胶酶数量较少,而具有优良酶学特性的琼胶酶数量更少,极大阻碍了酶法制备琼胶寡糖的工艺开发进程。因此有必要发掘更多微生物来源的新颖琼胶酶。从副居冰菌属Paraglaciecola hydrolytica细菌基因组中挖掘到一个新颖琼胶酶基因aga2,构建至表达载体 pET28a(+),并在大肠杆菌 BL21(DE3)中进行表达;通过镍金属亲和层析纯化蛋白并探究温度、pH、金属离子、NaCl浓度对Aga2活性的影响;采用¹³C核磁共振、薄层色谱和基质辅助激光解吸飞行时间质谱分析酶解产物。Aga2与已知琼胶酶的最高相似度为53.7%。同时Aga2在IPTG(Isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside)浓度为90 μmol/L,20℃下诱导9 h时,可溶性表达量最高。纯化的Aga2最适反应温度为50℃,且40℃孵育3 h后仍保持72.9%的相对酶活力,具有较好的温度稳定性。Aga2的最适pH为6.0,在不同pH(4-9)下放...     

Ensifer meliloti 1021烟酰胺酶的酶学特性及3-氰基吡啶调控机理的研究

克隆和异源表达固氮菌Ensifer meliloti 1021烟酰胺酶(NAMase),研究其酶学特性,并探究3-氰基吡啶(3-CP)对该酶的调控机制。PCR扩增获得E. meliloti 1021烟酰胺酶基因(nam)序列,构建含nam的重组质粒并导入Escherichia coli Rosetta(DE3)中异源表达,用Ni-NTA亲和层析纯化蛋白,探究温度、pH、有机溶剂及金属离子对NAMase活性的影响,并对烟酰胺酶进行了固定化研究。结果显示,克隆得到长636 bp的nam,编码的蛋白分子量为22.6 kD,等电点(PI)为5.5。NAMase的最适pH为7.0,在30-50℃温度范围内孵育2 h酶活维持在97.1%以上,最适温度在30-70℃。Ag2+和异戊醇对NAMase的活性抑制率最大。在E. meliloti 1021野生菌株及NAMase过表达菌株转化烟酰胺的过程中3-CP会抑制烟酸的产量,这种效应并非底物抑制作用。     

漆酶Lac1338的酶学特性测定及定向突变对其酶解染料影响北大核心CSCD

为了获得表达量高、热稳定性好的漆酶,通过密码子优化合成漆酶基因lac1338、连接到pET-32a(+)载体上并在Escherichia coli BL21(DE3)中表达,获得HIS-Lac1338蛋白。酶学性质测定结果显示,以ABTS为底物时,HIS-Lac1338的比活力高达22.8 U/mg,Km和Vmax分别为567μmol/L和2.8 mmol/(L·min·g);HIS-Lac1338的最适反应温度为55℃,最适pH为6.0;在55℃以下保温2 h能保留50%的酶活性,在pH 4-8范围内孵育4 h仍保留50%以上的活性;HIS-Lac1338对Cu^(2+)抗性强,Ca^(2+)、Na^+、K^+对HIS-Lac1338有促进作用,而Co^(2+)、Fe^(2+)、Hg^(2+)、Ag^+等重金属离子对HIS-Lac1338有抑制作用。易错PCR方法得到的Lac1338的突变酶Lac16与HIS-Lac1338相比,对酸性紫7、溴酚蓝、考马斯亮蓝的降解率分别由10.9%、20%和25%提高到90.5%、67.8%和85%。结果表明,HIS-Lac1338具有较好的温度及pH稳定性,而通过易错PCR技术定向突变获得的突变酶Lac16的染料降解率大大提高。     

单环刺螠纤溶酶UFE-Ⅰ的性质和溶栓活性

单环刺螠纤溶酶UFE-Ⅰ的最适反应温度为45 ℃;最适反应pH为7.0;Mg2+、Mn2+和Fe2+是该纤溶酶的强激活剂;Fe3+、Cu2+、Ag+、Hg+和Pb2+对该纤溶酶具有一定的抑制作用;SBTI和PMSF,完全抑制UFE-Ⅰ,说明该酶为丝氨酸蛋白酶;糜蛋白酶抑制剂部分抑制UFE-Ⅰ,亮抑酶肽、抑蛋白酶肽、苯甲脒较弱的抑制UFE-Ⅰ.与蚓激酶类似,UFE-Ⅰ不仅具有直接的纤溶活力更具有纤溶酶原激活活力(84.0%),另外分别将蚓激酶原料与该酶加入到家兔血栓块中,37 ℃孵育3 h,结果表明该酶具有比蚓激酶更为强大的溶栓能力.     

酶的微波孵育

我们在酶组织细胞化学技术中,应用微波辐射对生物组织进行快速孵育处理,获得满意的效果。具体操作;将小鼠断椎处死后立即打开腹腔,取出心、肾等组织,用刀片切成1mm~3左右的小块,放入2％多聚甲醛和2.5％戊二醛混合固定液中固定2小时。再用0.1mol/L二甲胂酸钠缓冲液浸洗3次,每次10分钟。     

融合自组装双亲短肽对重组过氧化氢酶酶学性质的影响

【目的】利用融合自组装双亲短肽策略对源自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的过氧化氢酶Kat A进行改性,以强化重组过氧化氢酶在工业中的应用适应性。【方法】将自组装双亲短肽S1vw通过连接肽PT-linker融合在Kat A的N端,构建重组质粒p HT254-S1vw-PT-kat A,将其与携带天然酶基因的p HT254-kat A分别转入枯草芽孢杆菌WB800N中进行分泌表达,之后将分离纯化得到的纯酶进行酶学性质研究。【结果】成功构建出工程菌并将胞外粗酶液通过乙醇沉淀、DEAE阴离子交换层析、疏水层析和凝胶过滤层析4步纯化,最终获得电泳纯的重组酶蛋白。酶学性质研究结果显示,融合酶S1vw-PT-Kat A和天然酶Kat A的最适反应温度均为30°C,最适反应p H值均为11.0。然而,融合酶在p H 12.0下孵育30 min的相对酶活为77.3%,是相同处理条件下天然酶相对酶活的14.9倍,在65°C和70°C下孵育30 min的相对酶活分别为19.8%和17.5%,是相同处理条件下天然酶相对酶活的1.8倍和1.7倍。此外,融合酶在4°C储存14 d后相对酶活为8...     

丹皮酚通过酸性鞘磷脂酶/ 神经酰胺通路改善血管紧张素II 所致动脉内 皮功能障碍

目的:探讨丹皮酚(Paeonol,Pae)对血管紧张素II(AngiotensinⅡ,AngⅡ)所致动脉内皮功能障碍的保护作用及其机制。方法:采用实时定量聚合酶链式反应(RT-PCR)和Westernblot检测酸性鞘磷脂酶(acidsphingomyelinase,ASM)基因及蛋白表达;采用免疫组织荧光检测血管环神经酰胺(ceramide,Cer)含量变化;采用血管环张力描记技术检测主动脉血管环的舒张功能;采用二氢乙啶荧光探针(dihydroethidium,DHE)检测血管环超氧阴离子(superoxideanion,O2-·)水平。结果:与对照组相比,AngⅡ孵育后主动脉对乙酰胆碱(acetylcholine,Ach)的舒张反应显著降低,Pae与AngⅡ共孵育则无明显改变;AngⅡ及Pae孵育后,动脉对硝普钠(sodiumnitroprusside,SNP)的舒张反应均无明显变化;AngⅡ孵育可增高动脉环O2-·水平,这一反应被Pae明显抑制;与对照组相比,AngⅡ孵育动脉ASMmRNA水平无明显改变,但蛋白表达显著增加,Cer含量显著增多,Pae与AngⅡ共孵育动脉ASM蛋白及Cer水平与对照组相比均无明显改变;采用神经酰胺酶抑制剂N-oleoylethanolamine(OEA)增加动脉Cer含量后,Pae降低动脉O2-·水平以及增强Ach舒张反应的效应被显著抑制。结论:Pae通过ASM/Cer通路改善AngⅡ所致动脉氧化应激增强和内皮功能障碍。     

海洋低温几丁质酶菌株筛选、鉴定及酶谱分析

以胶体几丁质为唯一碳源,从大连渤海湾的底泥样品中分离到1株高产低温几丁质酶的海洋细菌,命名为DL-06。由菌株的形态特征结合16S rDNA系统发育分析,初步确定该菌株属于交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp. DL-06)。该菌株经30 h摇瓶发酵后测定粗酶液几丁质酶酶活为9.184 U/mL,最适反应温度为15 ℃,60 ℃孵育1 h仍保持50%以上的酶活性,表明该低温酶具有一定热稳定性。经SDS-PAGE及酶谱分析,该菌株能够产生至少3种以上不同分子质量的几丁质酶组分。Pseudoalteromonas sp. DL-06产几丁质酶在低温下高活性与热稳定特点,使其具有潜在的工业应用价值。     

明胶酶谱实验方法的优化

目的:优化明胶酶谱实验方法,并检测不同浓度凝血酶刺激人皮肤成纤维细胞分泌的明胶酶B(MMP-9)活性的变化。方法:用含明胶的聚丙烯酰胺凝胶电泳分开上清中各蛋白条带,经2.5%Triton X-100洗脱、明胶酶缓冲液孵育、考马斯亮蓝染色液染色及脱色液脱色后,经光密度扫描记录,应用ImageJ软件进行密度计量分析。结果:凝血酶刺激人皮肤成纤维细胞分泌MMP-9具有浓度依赖性。结论:利用优化的明胶酶谱实验方法可做出高质量的明胶酶谱图片,对检测明胶酶活性有重要意义。     

新型耐热β-1,4-木糖苷酶的重组表达及酶学性质

【目的】拟对来源于热解纤维素果汁杆菌的新型β-木糖苷酶基因(CoXyl B)进行重组表达和酶学性质研究。【方法】在大肠杆菌系统中成功表达CoXyl B基因,并通过镍柱亲和层析、强阴离子交换和凝胶层析等纯化方法获得纯酶。【结果】对CoXyl B酶学性质的研究结果显示,在以4-对硝基苯酚-β-D-木糖苷为底物时,该酶的最适反应温度为90℃,最适反应pH为6.0。在40–70℃范围内CoXyl B酶活较高且比较稳定。在pH 5.0–6.0之间,70℃孵育1 h后,CoXyl B的相对酶活仍保留80%以上。Ag~+、高浓度的SDS和PMSF对酶活力的抑制作用较显著,而高浓度Mg~(2+)、Li~+和EDTA对酶活力的激活作用较为明显。CoXyl B的k_(cat)和K_m值分别为5.0×10~(–3)s~(–1)和1.9 mmol/L。薄层层析色谱显示CoXyl B具有降解木二糖、木三糖和木四糖的能力。【结论】本研究鉴定出CoXyl B为一种新型的极端耐热木糖苷酶,CoXyl B的酶学性质研究将为其在食品热加工以及生物降解领域中的应用提供参考。     

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。     

小鼠神经生长因子直接竞争酶联免疫检测方法的建立

目的:利用小鼠神经生长因子(mNGF)和纯化的兔抗mNGF IgG,建立mNGF直接竞争酶联免疫检测方法。方法:以亲和纯化兔抗mNGF IgG作为包被抗体,封闭、洗涤后加入用稀释液稀释的不同浓度的标准mNGF或样品液和生物素标记的mNGF混合液,于37℃孵育80 min或室温孵育120 min,洗涤后加入辣根过氧化物酶标记的链酶亲和素,洗涤后加入显色液显色,测定D450nm值,通过标准曲线计算待测样品中mNGF含量。结果与结论:建立了mNGF直接竞争酶联免疫检测方法;该方法的灵敏度约20 ng,变异系数为批内≤10%、批间≤15%,回收率为85%～115%;利用该方法检测了3批样品中mNGF的含量。     

利用基于GFP的FRET探针检测β-分泌酶的活性

β淀粉样肽(amyloidβ-peptide,Aβ)在阿尔茨海默病(Alzheimeir’s disease,AD)患者脑内的异常产生和积累在AD的发病机理中扮演着重要的角色。β-分泌酶对淀粉样前体蛋白的裂解是Aβ产生的关键步骤,因此抑制β-分泌酶的活性成为AD药物治疗的一个重要策略。为了检测β-分泌酶的活性,应用基因工程技术将β-分泌酶作用底物序列(NFEV)的两端分别与绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的颜色突变体--青色荧光蛋白(cyan fluorescent protein,CFP)和黄色荧光蛋白(yellow fluorescent protein,YFP)相连,构建了一个基于GFP的荧光能量共振转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)探针。荧光光谱分析结果显示,该荧光融合蛋白中CFP和YFP之间存在着较强的FRET。而当与β-分泌酶进行孵育后,FRET逐步降低,证明该探针能被β-分泌酶酶切。SDS-PAGE分析显示探针与β-分泌酶孵育后,荧光融合蛋白由60 kD大小逐渐变成30kD大小的蛋白,表明探针被β-分泌酶酶切成CFP和YFP分子,证实了荧光光谱的结果。这些结果表明,可通过检测探针的FRET效率方便地分析β-分泌酶的活性,为进一步筛选β-分泌酶的抑制剂提供了一个平台。     

钙调蛋白及其调节酶PDE在鸡脑胚胎发育过程中的变化

钙调蛋白(CaM)参与脑中多种细胞过程的调节,推测它与大脑的分化发育有关。本实验研究了鸡脑从胚胎早期(原基)至大脑成熟各发育阶段可溶部分的CaM及其调节酶——环核苷酸磷酸二酯酶(PDE)的含量或活力变化。未经孵育的鸡胚中检测不出CaM,在孵育3—14天的胚脑中CaM含量逐渐增加:总CaM增加了3倍,活性CaM增加了4倍;而且在鸡脑细胞分裂分化最活跃的期间(皮质和髓质形成期间,即孵育8—14天),活性CaM的增加尤为显著(增加近3倍)。提示CaM与脑细胞的分裂分化有关。PDE的活力出现晚于CaM5天,随着胚龄增加,不断上升,提示它与脑细胞的分裂分化无直接关系,可能与大脑的功能活动有关。本实验还研究了鸡脑发育期中可逆性钙结合蛋白的变化。