GL—7ACA酰化酶（C130）β亚基N端氨基酸残基的突变及功能

戊二酰 7 氨基头孢烷酸酰化酶 (即GL 7ACA酰化酶 ,EC .3.5 .1.11)的催化中心通常在 β亚基N端的第一个氨基酸 ,底物亲和标记的研究亦显示N端存在着结合靶点 ,因而该区域的结构可能与酶的功能密切相关。对C130 β亚基N端的 2～ 8位氨基酸残基分别进行了肽段置换和定点突变研究。将N端前 8位肽段置换为来源于Arthrobacterviscosus的青霉素G酰化酶 (PAC)的对应序列后 ,C130酰化酶活力丧失 ;而置换为来源于E .coli的青霉素G酰化酶 (PGA)的对应序列后 ,酰化酶活力仍然保留 ,但Km 值从 0 .44× 10 -3 mol·L-1增大为 0 .5 5× 10 -3mol·L-1,kcat值由 4.92s-1降低为 1.6 4s-1。另对C130 β亚基N端 2～ 4位氨基酸残基作了单点突变 :第 4位的Trp为可能的底物类似物结合位点 ,被变为Tyr后 ,它对底物GL 7ACA的结合能力略为减弱 ,kcat则降低为 2 .2 9s-1;而变为Leu后 ,Km 为 0 .34× 10 -3 mol·L-1,kcat为 3.15s-1;第 3位的Ser变为Met、Ala及Cys后 ,随着Km值逐渐降低 ,kcat也有所降低 ,而S3 M、S3 A突变体的kcat/Km 值比野生型的分别增加了 2 2 .3%和 39.3% ;将活性中心Ser(β1)邻位的Asn(β2 )变为Gln后 ,C130酶活大幅度下降 ,kcat减为 0 .47s-1。上述结果表明 ,C130 β亚基N端的前几个氨基酸残基均可对酶的功能     

脆弱拟杆菌β-内酰胺酶的理化及酶学特性

本文对临床分离的脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis),55的β-内酰胺进行了理化及酶学特性的研究。该酶为非诱导性,以头胞菌素酶活性为主．分子量为4 3000,等电点pl为4.95,酶反立最适pH为7.2,最适温变为37℃。该酶对各种底物的Km(μmol／L)值为：头孢噻吩185,头孢噻啶103、头孢唑琳200,头孢羟唑263．头孢氧哌羟苯唑830。对各种底物的相对水解率为头孢羟唑>头孢噻吩>头孢唑啉>头孢塞啶>头孢氧哌羟苯唑>青霉素>氧苄青霉素>头霉甲氧噻吩>羟羧氧酰胺菌素。该酶对羧苄青霉素、头霉甲氧噻吩棒酸青霉烷砜、对氯安息香酸汞及邻氯青霉素的抑制作用敏感。     

重组酿酒酵母腺苷激酶的表达、纯化和鉴定

腺苷激酶 (adenosinekinase ,AK)是控制细胞中腺苷浓度的一种关键酶 ,在许多细胞和组织中发挥着重要的生理效应子作用。从酿酒酵母 (Saccharomycescerevisiae)中克隆了腺苷激酶基因 (ak) ,并将其接入大肠杆菌pET16b表达质粒中进行表达。重组蛋白质经部分纯化后 ,测定其酶动力学常数 ,结果表明该酶对腺苷的Km 值为 (3.5± 0 .2 ) μmol L ,对ATP的Km 值为(10 0 .0± 11.0 ) μmol L ,对腺苷的kcat值为 (15 30± 2 0 )min- 1 ,对ATP的kcat值为 (14 4 8± 2 5 )min- 1 。该酶对其他核苷和脱氧核苷的Km 值测定数据表明 ,从酵母中克隆得到的该重组腺苷激酶具有较高的底物特异性。     

来源于Bacillus sp. AR9 D-海因酶半理性设计的研究

D-对羟基苯甘氨酸是一种重要的精细化工品，在制药行业具有广泛的应用前景。酶法是生产D-对羟基苯甘氨酸的主要手段，但由于缺乏高催化效率的酶而限制了D-对羟基苯甘氨酸的生产。为了提高来自Bacillus sp. AR9的D-海因酶（HYD）的催化效率，进而提高D-对羟基苯甘氨酸的产量，对HYD的底物结合通道进行分析，选取底物通道瓶颈处的氨基酸进行饱和突变和筛选，以提高HYD的催化效率。结果显示，突变体F159S、F159A和F65V的活性相较于野生型HYD分别提高了51%、40%和17%，通过对突变体F65V、F159S和双位点突变F65V/F159S的酶动力学研究发现，突变体的Km值基本与野生型HYD相似，而kcat是野生型HYD的1.3、1.9和2.0倍，最终双位点突变F65V/F159S的催化效率kcat/Km是野生型HYD的2.4倍。高催化效率突变体的获得，以及对突变体动力学的分析，对酶法制备D-对羟基苯甘氨酸具有重要的研究意义和应用价值。     

10种抗生素对厌氧菌体外抗菌活性的研究

本研究采用琼脂平板稀释法测定了6种抗生素对105株临床分离厌氧菌及4种临床常用抗生素对分离的50株类杆菌体外抗菌活性。结果表明:氯林可霉素对所有试验菌株均具极强的抗菌活性,MIC_(90)不超过0.78μg/ml。甲硝唑对类杆菌和梭菌也有很强的抗菌活性,MIC_(90)分别为3.13μg/ml和0.78μg/ml,但对其它种厌氧菌的抗菌活性不强。头孢唑肟、氧哌嗪青霉素对试验菌株的MIC_(50)较小,但对部分菌株的MIC_(90)为25μg/ml,抗厌氧菌的活性有限。头孢噻肟和头孢噻甲羧肟对各类厌氧菌以及头孢噻啶、头孢唑啉、氨苄青霉素和羧苄青霉素对类杆菌的抗菌活性均很弱。     

2005～2008年儿童菌痢病原菌与药敏分析及临床意义

目的了解儿童细菌性痢疾病原菌的分布特征及药敏特点,为临床更严谨更规范使用抗生素提供支持与依据。方法对2005年10月至2008年10月57例儿童菌痢的菌型、药敏及耐药性进行分析。结果儿童细菌性痢疾病原菌亚型分类中宋氏痢疾杆菌（D群）占14．0％,福氏痢疾杆菌（B群）占86．0％;痢疾杆菌对常用抗生素耐药率由低到高依次为头孢噻肟,丁胺卡那霉素,庆大霉素,头孢哌酮,头孢三嗪,头孢他啶,头孢唑啉,环丙沙星,氯霉素,复方新诺明,氨苄青霉素;痢疾杆菌单株对多种抗生素的总耐药率为39．2％,多重耐药率为43,9％,且各组间差异无显著性（χ^2=1．608,P=0．996）,痢疾杆菌的耐药问题依然严重。结论新乡市区儿童细菌性痢疾病原菌亚型分类D组已呈明显上升趋势,但总体仍以B群感染为主（86％）;痢疾杆菌的耐药问题依然严重;对儿童菌痢选用抗生素应结合药敏首选头孢噻肟等第三代头孢类抗生素或头孢唑啉,年长儿也可选用丁胺卡那霉素、庆大霉素等氨基苷类,而以环丙沙星为代表的喹诺酮类药物不宜作为儿童尤其7岁以下小儿菌痢的备选药物;氯霉素、复方新诺明及氨苄青霉素已不再作为小儿菌痢的抗菌选择。     

青霉素酰化酶基因的克隆与表达I．青霉素酰化酶基因的克隆

用EcoR I—Pst I双酶解的pBR322作为克隆载体,从大肠杆菌D816染色体克隆了青霉素酰化酶基因,这个基陶位于9．1Kb EcoRI片段上。所得克隆株整体细胞酶学特性与大肠杆菌D816一致,酶反应最适温度为55℃,最适pH为7．8—8．0。以青霉素G作为底物时Km为10．3mM,转化产物为6一氨基青霉烷酸。克隆株大肠杆菌c600(pPAl)合成青霉索酰化酶仍需苯乙酸诱导并被葡萄糖阻遏,细胞青霉素酰化酶的活性比大肠杆菌c P1(高2—4倍。     

绿色木霉葡聚糖内切酶EGⅢ基因在大肠杆菌中的表达、定点突变及其动力学特性的研究

将绿色木霉葡聚糖内切酶EGⅢ基因亚克隆到表达载体pET-22b（＋）,构建重组质粒pET-egl3,转化到大肠杆菌BL21（DE3）。利用金属亲和层析对重组EGⅢ进行纯化,纯化后酶比活力达到6u／mg蛋白,最适反应温度为60℃,最适pH为4．0。同时对EGⅢ催化区的氨基酸残基R130和E218进行定点饱和突变,各筛选到一株酶活有提高的突变子R130P和E218F,其比活力为野生型EGⅢ的2．8倍和3．45倍。突变酶E218F的Km提高了一倍,催化效率Kcat提高了5．4倍;而R130P的Km和Kcat没有明显变化。两个突变酶的最适酶解温度和pH分别都提高至65℃和4．4。     

人双专一性磷酸酶活性位点Cys^124附近精氨酸突变及功能

为研究人双专一性磷酸酶活性位点Cys12 4 附近 3个带正电的精氨酸对酶催化功能的影响 ,用QuikChange定点突变方法获得 6个突变体 :R12 5L、R130 L、R130 K、R130 L/S131A、R158K和R158L。将含突变基因的重组质粒转化大肠杆菌菌株BL2 1(DE3) ,经IPTG诱导表达获得的目的蛋白质均以可溶形式存在。通过镍离子亲和层析纯化得到纯度大于 90 %的蛋白质。对人痘苗病毒H1相关磷酸酶 (VHR)及其突变体进行稳态动力学参数和竞争性抑制常数Ki 的测定 ,结果显示上述Arg130 和Arg158突变体的kcat/Km 值都较野生型有大幅度下降 ,而Ki 值有明显上升 ,表明 130和 15 8位的精氨酸是VHR活性所必需 ,而且可能与底物上带负电的磷酸基团结合有关。另外 ,单突变体R130 L和双突变体R130 L/S131A之间的kcat值相差很小 ,提示Arg130 单点突变后可能破坏了Ser131与Cys12 4 间的氢键。再者 ,R12 5L、R130 L和R158L突变体都降低了砷酸盐结合亲和性 ,暗示这 3个精氨酸残基侧链上的正电荷可能有助于底物与酶的结合。     

定点突变提高青霉素G酰化酶的稳定性

以大肠杆菌青霉素G酰化酶的晶体结构为模板 ,用软件PMODELING同源模建巨大芽孢杆菌青霉素G酰化酶的三维结构。在此基础上 ,将 β亚基 4 2 7位 (突变A)和 4 3 0位 (突变B)赖氨酸残基突变为丙氨酸 ,降低了该酶的等电点 ,增加了疏水性 ,从而提高其在酸性和有机溶剂环境中的稳定性。两个突变体与亲本相比 ,比活力和Km相近 ,最适pH减少了 0 .5个单位 ,突变B在 pH 5 .2的溶液中的稳定性明显提高。突变A和B在 15 %DMF中的半衰期分别比亲本酶提高了 60 %和 166%     

医院内鼠伤寒沙门氏菌流行株耐药质粒的分析

采用质粒及其酶切片段的指纹分析,配合以生化反应、血清学鉴定、最小抑菌浓度(MIC)测定,就我院一次鼠伤寒沙门氏菌的暴发流行中任选的7个菌株进行了分子分析。所有流行株均有相同的生化反应谱,血清学鉴定均属0．Hi型。按Mic结果及质粒指纹分析,可将这七个株分成两组,甲组：5个株耐青霉素(PC>500mg/ml),氨苄青霉素(AP,>500μg/ml),头孢唑啉(Cz,16μg/ml),红霉素(Er,>500μg／ml),氯霉素(Cm,250μg／ml),链霉素(Sm,>500μg／ml),卡那霉素(Km,>500μg/ml)及四环素(Tc,>500μg／ml)8种抗生素。     

青霉素酰化酶及其突变体的pH依赖性催化反应

运用动力学方法对巨大芽孢杆菌 (Bacillusmegaterium)来源的重组青霉素G酰化酶及其突变体的 pH依赖性催化反应机制进行了研究 ,从logVm和log(Vm/Km)与 pH关系曲线计算得到野生型青霉素G酰化酶参与催化反应的离子化基团的 pK1和 pK2 分别为 5 .5 0～ 5 .87和 10 .73。研究结果表明 ,两种突变体的 pK1和 pK2 值与野生型很接近 ,突变体A和B的pK1分别为 5 .6 4～ 5 .86和 5 .6 9～ 6 .96 ,pK2 分别为 10 .6 1和 10 .4 8。与此同时还考察了不同反应温度时野生型青霉素G酰化酶的 pK1和pK2 值 ,从 pK1和 pK2 与温度的关系曲线计算可得离子化基团的解离热焓ΔH分别为 4 4 .38～ 5 9.0 3kJ/mol和 14 7.37kJ/mol。根据上述实验结果 ,推测两个参与催化反应的离子化基团可能是位于活性中心附近的组氨酸和赖氨酸。     

绿色木霉葡聚糖内切酶EGIII基因在大肠肝菌中的表达、定点突变及其动力学特性的研究

将绿色木霉葡聚糖内切酶EGIII基因亚克隆到表达载体pET-22b(+),构建重组质粒pET-egl3,转化到大肠杆菌BL21(DE3).利用金属亲和层析对重组EGIII进行纯化,纯化后酶比活力达到6 U/mg蛋白,最适反应温度为60 ℃,最适pH为4.0.同时对EGIII催化区的氨基酸残基R130和E218进行定点饱和突变,各筛选到一株酶活有提高的突变子R130P和E218F,其比活力为野生型EGIII的2.8倍和3.45倍.突变酶E218F的Km提高了一倍,催化效率Kcat提高了5.4倍;而R130P的Km和Kcat没有明显变化.两个突变酶的最适酶解温度和pH分别都提高至65 ℃和4.4.     

单链尿激酶型纤溶酶原激活剂Kringle结构域催化功能探讨

 Kringle(K)结构域广泛存在于与凝血和纤溶相关的各种因子中 .虽然 K结构域在一级结构上是一种比较保守的结构域 (与其他结构域相比 ) ,但是 K结构域的功能在各种因子中的作用有很大的区别 .为探讨单链尿激酶型纤溶酶原激活剂 (scu- PA)的 K结构域功能 ,构建了在 scu- PA的 K结构域的 1 1 8位 Gly与 1 1 9位 Leu之间插入 PRGDWR序列的突变体 (称为 insert mutant B,In B) ,并测定了野生型 scu- PA与 In B的纤溶相关反应的动力学常数 . scu- PA与 In B水解 S- 2 4 4 4反应的 Km 值无明显变化 (分别为 60 .4与 56.8μmol·L-1) ,而 In B的 kcat值 (0 .33s-1)比 scu- PA的 kcat值 (7.31 s-1)降低很多 ;In B激活纤溶酶原反应的 Km 值 (0 .397μmol· L-1)比 scu- PA Km 值(0 .648μmol·L-1)降低 40 % ,但 kcat值 (0 .0 1 65s-1)比 scu- PA的 kcat值 (0 .0 62 6s-1)降低 74% .以上结果说明 :K结构域主要与反应活性相关 ,而与酶及底物的亲和性无关 .     

融合表达过氧化氢酶提高多铜氧化酶稳定性及降解生物胺能力

多铜氧化酶 (Multicopper oxidase,MCO) 家族中的某些酶可以通过氧化反应降解食品中的胺类危害物生物胺。然而酶在催化时因为持续被氧化可能会影响整个反应过程中MCO的活性及稳定性,使酶的催化效率和降解生物胺的能力下降。文中成功在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3) 中构建并表达了来源于发酵乳杆菌Lactobacillus fermentum的多铜氧化酶 (MCOF) 与枯草芽孢杆菌过氧化氢酶 (CAT) 的融合酶。8种融合酶对H2O2的耐受性提高了51%–68%,融合酶CAT&MCOF在降解组胺的过程中稳定性比MCOF提高了17.3%。以2,2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS)为底物时,CAT&MCOF对底物的亲和力 (Km) 提高了1.0倍,催化效率 (kcat/Km) 提高了1.7倍,摩尔比酶活提高了1.2倍,且在酸性 (pH 2.5–4.5) 和中高温 (35–55 ℃) 条件下的稳定性都有不同程度的提高。此外,CAT&MCOF对腐胺、尸胺和组胺的降解率分别为31.7%、36.0%和57.8%,分别比MCOF提高了132.5%,45.7%和38.9%。多铜氧化酶与过氧化氢酶融合表达提高酶催化稳定性和催化效率的策略将为通过酶的分子改造提高其应用特性提供参考。     

家蝇抗性和敏感品系中的乙酰胆碱酯酶动力学研究(英文)

本文对家蝇抗性和敏感品系中的乙酰胆碱酯酶 (AChE)的催化特性进行了研究。抗性品系中AChE水解ATCh和BTCh的Vmax分别为 4578.50和 1 71 6.0 8;而敏感品系的Vmax则为 1 884.75和864.72nmol/min/mgprotein ;Vmax的比率 (R/S)对ATCh是 2 .2 6倍 ;对BTCh则是 1 .74倍。AChE的Km 值在敏感品系中分别是 0 .0 69和 0 .0 34;而在抗性品系中则分别是 0 .1 56和 0 .0 59mmol/L ;Km 的比率 (R/S)对ATCh是 2 .43倍 ;对BTCh则是 1 .98倍。此外 ,我们还用eserine作为滴定剂测定了AChE的转换数kcat和酶特异性常数kcat/Km,抗性品系中的AChEkcat值均比敏感品系的要高 ;而kcat/Km 值与此相反。本文着重分析了抗性品系与敏感品系间AChE的催化特性以及对残杀威、灭多威、对氧磷的敏感度差异 ,研究结果表明抗性品系中的AChE性质有可能发生变化。同时还观察到某些杀虫剂能增强抗性品系AChE的活力 ,我们认为这种“增强反应”可能与家蝇对有机磷或氨基甲酸酯类杀虫剂的抗性发展有关     

阿维菌素起始酰基转移酶的底物特异性

[背景]阿维菌素起始酰基转移酶(AveAT0)能够以2-甲基丁酰-辅酶A (coenzyme A,CoA)和异丁酰-CoA作为起始单元分别合成"a"系列或"b"系列的阿维菌素。[目的]探究AveAT0对两种底物的偏好性并进行改造。[方法]通过与识别不同底物的起始酰基转移酶(loading acyltransferases,AT0s)进行序列比对,找到AveAT0底物结合重要的氨基酸,利用活性位点定点突变的方法得到对底物偏好性改变的特定突变体。以2-甲基丁酰-CoA、异丁酰-CoA的类似物2-甲基丁酰-N-乙酰半胱氨(N-acetylcysteamine,SNAC)和异丁酰-SNAC为底物,用Ellman测试法检测释放SNAC的游离巯基(sulfhydryl,SH),测定AveAT0及其突变体的动力学常数,以此表征AveAT0及其突变体的底物偏好性。[结果]AveAT0对2-甲基丁酰SNAC的Km值为0.4 mmol/L,kcat值为14.1 min^-1,kcat/Km为32.1 L/(mmol·min);对异丁酰-SNAC的Km值为0.8 mmol/L,kcat值为6.4 min^-1,kcat/Km为7.5 L/(mmol·min)。选定的突变位点为V224M、Q149L、L121M。按顺序累积突变后发现三突变株AveAT0 V224M/Q149L/L121M对两个底物的偏好性区别最大,对2-甲基丁酰SNAC的Km值为0.8 mmol/L,kcat值为5.4 min^-1,kcat/Km为6.9 L/(mmol·min);对异丁酰-SNAC的kcat/Km为0.1 L/(mmol·min)。[结论]研究发现了AveAT0识别底物过程中的关键氨基酸,为改造阿维菌素聚酮合酶酰基转移酶提供了依据。     

N端截短对嗜酸普鲁兰芽孢杆菌普鲁兰酶酶学特性及功能的影响

采用N端截短方式对嗜酸普鲁兰芽孢杆菌Bacillus acidopullulyticus普鲁兰酶进行分子精简,构建不同形式的N端截短突变体,考察截短突变对表达水平、酶学特性及实用性能的影响。研究结果表明:缺失X45后,目标蛋白几乎全部以不溶形式的包涵体形式存在;缺失CBM41可引起可溶性表达量的大幅提升。缺失CBM41(M1)、X25(M3)、亦或两结构域同时缺失(M5)的变体最适温度(60℃)和最适p H(5.0)与野生型相同。突变体M1和M5的Km值分别提高至野生型的2.4倍和3.1倍,kcat/Km测定结果显示M5催化效率下降明显。突变体M1、M3和M5对分子量较大底物的水解效率略有下降,但对小分子底物的水解效率影响不明显。野生型及突变体M1、M3和M5与糖化酶复配使用时,糖化值(DE)分别为93.6%、94.7%、94.5%和93.1%。上述结果表明,切除CBM41和/或X25结构域的普鲁兰酶变体不影响其在淀粉糖化过程中的应用,且由于分子量减小更易于异源表达,截短突变体可能更适合于工业化生产。     

一种高效的多点组合突变克隆构建方法

高质量的突变方法和高效的筛选方法相结合可以提高酶定向进化的效率。文中开发了一种高效的多点组合突变(Multi-points combinatorial mutagenesis,MCM)的克隆方法。MCM方法通过引入DNA组装、融合PCR和杂交技术,实现高效多点组合突变。应用优化后的方法定向进化改造苯甲酰甲酸脱羧酶(Benzoylformate decarboxylase,BFD)来测试MCM方法的效率。通过电转至大肠杆菌感受态Escherichia coli TreliefTM 5α所获得的单菌落数量(Colony-formingunits,CFUs)超过106 CFUs/μgDNA。经验证90/100单菌落精确组装;5个位点L109、L110、H281、Q282和A460同时组合突变的效率达到88%。最后,筛选到一种kcat/Km提高10倍的突变酶(L109Y、L110D、H281G、Q282V和A460M)。因此,应用该方法可以有效地创建突变体库,促进酶的定向进化技术的快速发展。     

基于易错PCR技术的短小芽孢杆菌YZ02脂肪酶基因BpL的定向进化

利用易错PCR技术对短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus)YZ02脂肪酶基因BpL进行两轮定向进化研究, 分别获得最佳突变株BpL1-7和BpL2-1369, 其脂肪酶活力比出发酶分别提高了2倍和6倍。序列分析表明, 突变体BpL2-1369有4个碱基发生了突变: T61C/C147T/A334G/T371A, 其中有3个碱基突变导致了氨基酸的改变。通过SWISS-MODEL数据库模拟脂肪酶的结构显示, 3个突变氨基酸分别位于第1个a螺旋的第3个氨基酸、第4和第5个b折叠之间的转角以及第5个b折叠的第1个氨基酸位置。将野生型脂肪酶基因BpL和进化后的基因BpL2-1369的高效表达产物经Ni-Agarose柱和Sephadex-G75纯化后, 酶学性质测定表明: 突变脂肪酶的比活力比野生型脂肪酶提高了1.31倍, Km值由8.24 mmol/L降低至7.17 mmol/L; 在pH>8.0时的稳定性较野生型脂肪酶有所提高。