杀鱼假交替单胞菌C923几丁质酶基因PpchiC的克隆表达与酶学性质

【背景】某些假交替单胞菌可分泌几丁质酶,在降解利用几丁质为水产动物提供营养、免疫、抗病等方面有着重要潜力。【目的】克隆杀鱼假交替单胞菌(Pseudoalteromonas piscicida)C923的一个几丁质酶基因,实现其在大肠杆菌中的异源表达,并对重组几丁质酶的酶学性质进行研究。【方法】从菌株C923测序的基因组中注释到一个几丁质酶家族基因PpchiC,设计引物克隆该基因后进行生物信息学分析;构建载体进行异源表达并从温度、时间与诱导剂浓度进行表达优化;对表达蛋白进行最适温度与pH等酶学性质研究,同时比较了重组菌破碎后上清与沉淀及纯化的酶蛋白对几丁质的降解效应。【结果】基因PpchiC长1350bp,编码450个氨基酸,PpchiC蛋白理论分子量为48.76kDa,等电点为4.78,不稳定系数为29.08。结构域分析发现该蛋白含有一个类型Ⅲ几丁质结合域和一个糖苷水解酶18家族(glycosyl hydrolase 18,GH18)的催化域;PpchiC蛋白含有GH18家族几丁质酶的保守催化基序DxxDxDxE、YxR和[E/D]xx[V/I]。16℃、0.25mmol/L IPTG、诱导12h为其最优化表达条件,PpchiC在50℃、pH8.0时表现出最大酶活性;以胶体几丁质为底物时,PpchiC的K_m值为2.58mg/mL、V_max值为5.04mg/(mL·min)。降解结果表明,菌体的沉淀与上清及从上清中纯化的酶蛋白均有着较好的几丁质降解效应。【结论】杀鱼假交替单胞菌C923基因PpchiC编码GH18家族的几丁质酶,能被大肠杆菌高效表达且降解几丁质效应明显,这为PpchiC及菌株C923的应用提供了参考依据。     

黄杆菌(Flavobacterium sp.)几丁质酶的纯化和性质

黄杆菌(Flavobacteium sp.)在几丁质的诱导下产生几丁质酶.通过(NH_4)_2SO_4沉淀、DEAE纤维素柱层析、Sephacryl 300柱层析及Sephadex G-75柱层析,从Flavobacterium sp.培养上清液中分离纯化了几丁质酶.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)纯度分析表明,纯化后的几丁质酶达到了均一的程度.用SDS-PAGE测得该酶的分子量约45D00道尔顿.该酶水解几丁质的最适pH为 7.0,最适温度为50℃,-20C贮存两年以上仍有活性.水解几丁质的Km值为5.0mg/ml.金属离子对几丁质酶活性影响较大,Ca~(2+) 、Co~(2+)’和Cu~(2+)对酶有激活作用.而NH_4~-、Ba~(2+)、Mg~(2+)、Mn~(2+)对酶有抑制作用.几丁质酶水解几丁质的产物是几丁质二糖.     

混合菌株降解褐藻胶的筛选、鉴定及产酶条件优化

为获得仿刺参（Apostichopus japonicus）肠道菌群中可有效降解褐藻胶的混合菌株,以海藻酸钠为唯一碳源配制培养基,以透明圈法进行初筛,DNS法和紫外法复筛,从已驯化仿刺参肠道中筛选得到4株高酶活力褐藻胶降解菌株S1、S2、S10和S11,经16S rDNA序列分析、电镜观察,确定菌株S2与S11分别为微杆菌属（Microbacterium sp.）和微小杆菌属（Exiguobacterium sp.）。对该4株菌株分别进行混合培养,获得菌株S2与S11最佳配比组合,并通过单因素试验及响应面优化试验对影响混合菌株产酶条件的发酵初始pH值、NaCl质量浓度、装液量和发酵温度4个因素进行优化。得到混合菌株最佳产酶条件为pH 8,NaCl质量浓度为40 g/L,装液量80 mL,温度28 ℃。在最佳发酵条件下,混合菌株酶活力可达94.78 U/mL,相比于优化前提高了43.9%,优化后混合菌株的酶活力显著提高。     

链霉菌SO1菌株几丁质酶的纯化及性质

由链霉菌（Streptomycessp.）SO1菌株产生的几丁质酶（Citinase）经硫酸铵盐析、OEAE纤维素柱层析、SephadexG－100柱层桥分离纯化后,得到SDS－PAGE均一样品。用SDS－PAG测得纯化后的几丁质酶分子量为41Ku,用PAGEIEF测得等电点PI为5.4。酶反应的最适pH值为6．0,最适温度为50℃,在pH5．0～9．0、温度30～50℃时酶活性比较稳定。在相当于0.1mol／LNaCl的离子强度下酶活性最高。金属离子中的Mg²⁺、Ca     

嗜热古菌Infirmifilum uzonense来源的双功能高温β-葡萄糖苷酶IuBgl3的原核表达及酶学性质分析

β-葡萄糖苷酶在食品、医药、生物质转化等领域具有重要的应用价值,因此发掘适应性强、性质优良的β-葡萄糖苷酶是国内外研究热点。本研究从嗜热古菌Infirmifilum uzonense中成功克隆出一个GH3家族的β-葡萄糖苷酶基因,命名为Iubgl3。基因序列分析显示Iubgl3全长为2109bp,编码702个氨基酸,理论分子量为77.0kDa。将该基因在大肠杆菌中进行克隆表达并对纯化后的IuBgl3进行酶学性质研究。结果显示,重组酶IuBgl3最适pH5.0,最适温度85℃。该酶具有良好的热稳定性,80℃处理2h后仍能保持85%以上的酶活力。其具有优良的pH稳定性,在pH4.0−11.0范围内处理1h,仍维持85%以上的酶活力。通过底物特异性测定发现,该酶对对硝基苯-β-d-吡喃葡萄糖苷(p-nitrophenylβ-d-glucoside,pNPG)和对硝基苯-β-d-吡喃木糖苷(p-nitrophenyl β-d-xylopyranoside,pNPX)均有很高的水解能力,是典型的双功能酶。以pNPG为底物时的动力学参数K_m和V_max分别为0.38mmol和248.55μmol/(mg·min),催化效率k_cat/K_m=6149.20s⁻¹mmol⁻¹。大多数金属离子对IuBgl3的酶活力没有显著影响,SDS可导致酶完全失活,而EDTA却能提高30%的酶活力。本研究丰富了高温古菌GH3家族的β-葡萄糖苷酶基因,获得了一个稳定性优良的高温酸性双功能酶,具有良好的工业应用前景。     

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。     

兼具凝集素活性的芥菜几丁质酶BjCHI1

利用毕赤酵母表达系统表达芥菜几丁质酶基因BjCHI1及其两个衍生基因BjCHI2和BjCHI3,获得相应的蛋白质。经FPLC纯化后,测定了3种蛋白质的几丁质酶活性,发现它们均能降解CM-chitin-RBV和胶状几丁质。以CM-chitin-RBV为底物时的Km值分别为0.799mg/mL、0.544mg/mL和0.793mg/mL,差别甚微。而以胶状几丁质为底物时的Km值分别为0.281mg/mL、0.388mg/mL和1.643mg/mL,表现一定的差别,说明几丁质结合域影响了酶对不溶性底物的亲和力。3种蛋白中,只有BjCHI1在33μg/mL以上浓度具有凝集素活性,而BjCHI2和BjCHI3的浓度即使高达800μg/mL也无凝集素活性,表明2个几丁质结合域是BjCHI1具有凝集素活性的必需条件,这是植物中发现的第一个兼有几丁质酶和凝集素活性的蛋白质。      

毛霉脂肪酶的研究

从土样中分离筛选到一株脂肪酶菌株—毛霉(Mucor sp.)M₂,其优化后的培养基组成(%);黄豆粉4.0、蔗糖0.5、橄榄油1.0、硫酸铵0.1、磷酸氢二钾0.2硫酸镤0.01、pH自然。产酶最适条件：初始pH6.5、培养温度28℃、培养周期96h.该酶最适作用温度50℃、最适pH8.0、pH稳定范围为7.0～10.0,Fe²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺对酶有激活作用。     

微生物酶法合成L-半胱氨酸和L-胱氨酸

从土壤中分离到一株假单胞菌Pseudomonas sp.TS1138菌株,其胞内含有DL-2-氨基-Δ²-噻唑啉-4-羧酸(DL-2-Amino-Δ²-Thiazoling-4-Carboxylic Acid,缩写为DL-ATC)水解酶,以培养16h的细胞为酶源,可转化DL-ATC合成L-半胱氨酸。该菌株生长及产酶的最佳碳、氮源为葡萄糖和尿素,DL-ATC对酶的产生具有诱导作用。酶促反应后的产物经薄层层析、旋光度法和高效液相色谱鉴定为L-半胱氨酸。     

球孢白僵菌胞内几丁质酶的分离纯化及性质

球孢白僵菌(Beauveria bassiana)突变株CH-1316细胞裂解液经(NH_4)_2SO_4沉淀,DEAE-纤维素层析及凝胶过滤,分离出一种几丁质酶,该酶的分子量为32000;最适pH为5.0;最适温度为40℃;最适离子强度为0.2mol/L NaCl;Hg²⁺、Fe²⁺是该酶的强抑制剂;该几丁质酶完全不水解纯的片状几丁质,脱矿几丁质也不是该酶的良好底物;该几丁质酶水解几丁寡糖,但不水解几丁二糖;对几丁五糖以上的寡糖水解速度较快,而对几丁三糖和四糖水解速度则慢得多。     

海洋微生物几丁质酶分离纯化及其抗真菌活性

以实验室筛选的海洋产几丁质酶短芽胞杆菌属（Bacillus brevis sp．）菌株Bspl,经往复式摇床振荡培养96h后,发酵液先后采取了75％的硫酸铵盐析、透析、几丁质亲和层析、SDS—PAGE等方法对几丁质粗酶液进行分离纯化和鉴定。几丁质亲和层析一步纯化后,经过SDS—PAGE电泳测定该酶的分子量为23ku,其比活力为86．65．纯化倍数为1．707、产率为32．1％。纯化的几丁质酶能抑制病原真菌的生长,对病原真菌的拮抗作用具有广谱性。同时研究了几丁质酶的稳定性,以胶态几丁质为底物,分离的几丁质酶在pH7．5,55．0℃左右具有最大酶活性;Zn^2＋、Cu^2＋和Hg^2＋能强烈抑制几丁质酶活性;Ni^＋和EDTA抑制20％-40％;然而5mmol／LCo^2＋可以使几丁质酶活性提高1．4倍;Mg^2＋、Ca^2＋等也能使酶活性增加。     

内生真菌Alternaria sp. GHX-P17代谢产物防治广藿香青枯病及保护酶的变化

广藿香是著名药材,青枯病是威胁广藿香生产和质量的主要病害。针对从广藿香茎叶中分离出的1株有抑菌活性的内生真菌Alternaria sp. GHX-P17,研究其代谢产物对广藿香青枯病的防治作用及耐病机制。在室内通过人工接种Alternaria sp. GHX-P17菌株与喷施粗提物稀释液2种方式,于不同时间调查广藿香青枯病的发病率和严重度,并计算其病情指数(disease index,DI)。同时,对处理后不同时间的广藿香苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)3种保护酶活性进行测定。结果表明:(1)Alternaria sp. GHX-P17处理后青枯病DI显著降低,与对照比较,204 h后DI降低为27.16%,方差分析呈显著性差异(P<0.05)。(2)随着处理时间延长,青枯病严重度升高缓慢,严重度等级降低,到204 h时,处理组的严重度明显低于对照,防治效果达到74.65%。(3)处理后的广藿香3种保护酶PAL、POD和SOD活性增强,但3种酶活性高峰出现时间不同。PAL随时间逐渐升高; POD先升高后降低,然后又升高,出现2个峰值; SOD快速升高后逐渐降低。这表明内生真菌菌株Alternaria sp. GHX-P17可以提高广藿香3种保护酶活性,延缓了青枯菌的侵染过程,降低了青枯病的发病程度。该研究结果为植物内生真菌次级代谢产物活性成分研究及生物农药开发提供了参考。     

产几丁质酶菌株SWCH-6的筛选、鉴定及其产酶条件的优化研究

从汕头海湾养殖区域的海底沉积物中分离到1株几丁质酶活性较高的菌株,命名为SWCH-6,根据菌株的形态特征、生理生化特征和16S Rdna序列,确定该菌株为嗜水气单胞茵(Aeromonas hydrophlilla).采用单因素优化方法结合正交实验,得到菌株SWCH-6产几丁质酶的最佳发酵条件:胶体几丁质25.0g/L,胰蛋白胨10.0g/L,陈海水1.0L, Ph 8.5,32℃,150 r/min培养72h;在该条件下酶活力达0.39U/Ml.此外,菌株所产几丁质酶的最适催化Ph 5.0;最适催化温度为40℃;Cu2、Fe3及表面活性剂Tween-80能增强该酶的催化活性;Zn2 、Mn2 及表面活性剂SDS、洗衣粉对该酶的催化活性有抑制作用,与其它几丁质酶存在着一些不同.     

Serratia sp. PS-2产几丁质酶发酵条件研究

采用平板透明圈法,从海洋红树林根泥筛选得到一株产几丁质酶较强沙雷氏菌株Serratia sp. PS-2.为实现工业化生产几丁质酶,考察了以几丁质为诱导剂,碳源、氮源、NaCl 浓度、培养温度、时间、培养液酸碱度、通气量和搅拌速度等对产酶的影响,得到了优化的发酵条件.5L发酵罐实验表明,该菌株可在发酵72h内达到产酶高峰,最高酶活力可达到0.68 U/mL.     

产壳聚糖酶内生真菌的筛选、鉴定及酶活力初步研究

植物内生真菌是挖掘不同类型壳聚糖酶及发现新酶的资源宝库。该研究从122株柑橘和血散薯内生真菌中筛选能产生壳聚糖酶的菌株,对其进行鉴定,初步研究酶活力影响因素,为后期其酶学性质及产壳聚糖酶内生真菌与宿主植物病害防御互作关系的研究奠定基础。通过透明圈法初筛结合液体发酵法进行复筛,得到2株可产生壳聚糖酶的内生真菌Stdif9和Stdif9-4,并发现Stdif9-4最高酶活力(0.968 U·mL^-1)显著高于Stdif9(0.780 U·mL^-1)。采用形态学和分子生物学结合的方法将菌株Stdif9-4鉴定为青霉属菌株,即Penicillium sp. Stdif9-4。通过DNS试剂法初步研究影响该菌株产壳聚糖酶活力的因素,发现不同培养时间对菌株壳聚糖酶活力具有显著影响,在培养96 h时,壳聚糖酶活力达到最大值。9种金属离子对菌株的酶活力具有不同影响,其中Mn²⁺和Ca²⁺对壳聚糖酶活力具有明显的激活作用; Ag⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Ba²⁺和Fe³⁺对壳聚糖酶活力具有不同程度的抑制作用,并且Ag⁺的抑制作用最为显著; K⁺和Na⁺对壳聚糖酶活力无显著影响。不同培养代数菌株产酶活力无显著差异,说明其产酶活力稳定。     

褐藻胶裂解酶在枯草芽胞杆菌中的重组表达及催化特性研究

为拓展褐藻胶裂解酶在高效、安全的枯草芽胞杆菌体系中的表达,成功构建一株海洋来源的贝特氏菌（Cobetia sp.）WG-007褐藻胶裂解酶枯草芽胞杆菌工程菌Bacillus subtilis WB600/pMA5-aly-cob,对主要发酵条件进行优化,并对重组酶Aly-Cob的酶学性质进行表征。结果表明,优化后的工程菌培养温度和初始pH分别为30 ℃和7.0,发酵培养基为添加15 g/L甘油和30 g/L酵母浸膏的TB培养基。在此条件下,摇瓶发酵48 h褐藻胶裂解酶Aly-Cob酶活为58.62 U/mL,是优化前的2.7倍。重组酶Aly-Cob最适反应温度和pH分别为40 ℃和7.0,Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺和K⁺对酶活有促进作用,该酶可特异性地降解褐藻胶及其片段。研究拓展了褐藻胶裂解酶基因在枯草芽胞杆菌中的表达,为褐藻胶裂解酶的应用提供补充和参考。     

豆乳凝固酶产生菌UV-10发酵条件及其酶学性质的研究

豆乳凝固酶产生菌Bacillussp .UV 1 0的最适产酶条件 :初始pH6 4,温度 2 6℃ ,培养时间 1 9h ,需要较大的通气量。酶的最适作用pH和温度分别为 5 8和 70℃。在最适条件下酶活力可达 1 84u/mL。pH6 0～ 7 0稳定性较好。 6 0℃下 1h残余酶活 6 0 %。Ca²⁺,Fe²⁺,Mg²⁺,Na⁺对其有较强的激活作用 ,而Zn²⁺,Al相似文献   

低温几丁质酶基因在乳酸克鲁维酵母中的重组表达及酶学性质表征

【目的】通过构建假交替单胞菌(Pseudoalteromonassp.DL-6)低温几丁质酶(chitinaseA,chi A;chitinase C,chi C)的重组乳酸克鲁维酵母菌株、纯化重组蛋白并对其进行酶学性质表征,为低温几丁质酶潜在工业化生产几丁寡糖奠定理论基础。【方法】人工合成密码子优化的几丁质酶基因,构建重组乳酸克鲁维酵母表达质粒(p KLAC1-chi A、p KLAC1-chi C)并用电脉冲法转化到乳酸克鲁维酵母中,实现低温几丁质酶的可溶表达。利用镍柱亲和层析纯化得到高纯度的重组几丁质酶。【结果】成功构建产低温几丁质酶的重组乳酸克鲁维酵母并纯化获得高纯度的重组几丁质酶。经SDS-PAGE分析在110 k Da与90 k Da附近出现符合预期大小的蛋白条带。铁氰化钾法测得Chi A和Chi C的酶活分别为51.45 U/mg与108.56 U/mg。最适反应温度分别为20°C和30°C,最适p H分别为8.0和9.0。在低于40°C,p H 8.0–12.0时,Chi A和Chi C重组酶较稳定。Chi A和Chi C对胶体几丁质以及粉状底物α-几丁质与β-几丁质具有明显的降解活性,且具有一定协同降解能力。【结论】首次实现假交替单胞菌来源的低温几丁质酶在乳酸克鲁维酵母中的重组表达、纯化、酶学性质及其降解产物分析,为其他低温几丁质酶的研究提供借鉴意义。     

蜂房哈夫尼菌植酸酶基因appA的克隆、表达及酶学性质研究

从蜂房哈夫尼菌（Hafnia alvei）中克隆获得一个植酸酶编码基因appA, 该基因全长1335bp,编码444个氨基酸,其中前33个氨基酸为信号肽,成熟蛋白的理论分子量为45.2kD。将基因appA 克隆到大肠杆菌E. coli表达载体pET-22b(+),并在大肠杆菌中表达, 表达产物具有植酸酶活性。对表达的酶蛋白进行纯化,并初步研究了该酶的酶学性质,结果表明：酶的作用最适pH值为4.5;在pH 2.0～10.0范围内, 酶活性保留80％以上;酶的作用最适温度为60℃;酶的比活性为356.7U/mg,酶动力学分析表明其K,/i>_m为0.49mmol/L,V_max为238U/mg;该酶对胰蛋白酶和胃蛋白酶有一定的抗性。该研究为哈夫尼菌属来源植酸酶的首次报道。     

产脂肪酶菌株筛选及柠檬酸杆菌产酶条件优化

脂肪酶可以催化甘油三酯水解成脂肪酸和甘油,已广泛应用在工业领域,而获得产酶微生物是研究的基础。采用油脂平板法筛选出1株脂肪酶产生菌。经16S rRNA序列分析可知,该菌株属于柠檬酸杆菌(Citrobacter werkman and Gillen)。单因素试验对其进行产酶条件优化,优化后产酶条件（g/L）：淀粉2.0,KH₂PO₄ 1.0,K₂HPO₄·3H₂O 2.2,(NH₄)₂SO₄ 1.0,MgSO₄·7H₂O 0.1,牛肉膏2.0,橄榄油10.0 mL,pH 7.5,接种量1.5%(v/v),37 ℃培养43 h。获得最大酶活为384 U/mL,是优化前的13倍。可以利用该菌制备脂肪酶。