一种几丁质酶基因的克隆表达及酶解产物分析

【目的】克隆耐冷菌假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.DL-6)的几丁质酶基因并进行原核表达,纯化重组蛋白并研究其酶解产物。【方法】采用PCR扩增法从Pseudoalteromonas sp.DL-6中克隆几丁质酶基因(chi A),连接到表达载体p ET28a,导入Escherichia coli BL21(DE3)进行诱导表达。SDS-PAGE检测几丁质酶Chi A的分子量与纯度,4-甲基伞形酮荧光底物4MU-(Glc NAc)2测定酶活,电喷雾质谱(ESI-MS)检测酶解产物。【结果】chi A基因(Gen Bank登录号KF234015)在大肠杆菌中高效表达,Ni-NTA亲和层析柱纯化几丁质酶Chi A的总活力可达168.68 U。ESI-MS检测结果表明重组蛋白酶解1%胶体几丁质的产物为几丁寡糖。【结论】利用内切几丁质酶Chi A水解几丁质生产几丁寡糖,为其在食品、医药和农业等领域的潜在应用提供有利参考。     

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。     

毛果杨羧酸酯酶基因家族的功能研究

羧酸酯酶(CXE)是一类具有α/β折叠结构域的水解酶类,在植物生长发育和胁迫响应中发挥着重要作用。该研究以毛果杨(Populus trichocarpa)植株为材料,通过TBLASTN搜索和手动校正鉴定毛果杨CXE基因,并分析CXE基因家族基本特征、基因结构和表达模式,通过亲和层析纯化大肠杆菌表达的毛果杨CXE蛋白,然后利用荧光法和pH指示剂法测定CXE蛋白酶学活性,为深入揭示林木CXE基因家族的功能奠定基础。结果表明:(1)从毛果杨基因组中共鉴定出52个CXE基因,且52个CXE蛋白都含有完整的α/β水解酶结构域;毛果杨52个CXE基因分为3个类型,每一类型分别有39、4和9个CXE基因。(2)毛果杨CXE基因在染色体上的分布不均匀,其中有28个CXE基因以基因簇的形式分布在6条染色体上,其余24个CXE基因分散分布在16个染色体上。(3)毛果杨8个CXE基因在木质部、韧皮部、叶、小枝和根等5个组织部位均未检测到表达,其余44个CXE基因在5个组织部位呈现差异性表达。(4)在大肠杆菌中表达并纯化了5个毛果杨CXE蛋白(PtCXE4、5、6、41、43),且5个蛋白对植物体内发现的24个天然底物的催化能力测定发现,PtCXE5可以催化天然底物的个数最多(11个);酶学性质分析表明,5个蛋白都可以催化4-甲基伞形酮乙酸酯(4-MU acetate)和4-甲基伞形酮丁酸酯(4-MU butyrate)水解,却都不能催化4-甲基伞形酮月桂酸酯(4-MU laurate)和4-甲基伞形酮棕榈酸酯(4-MU palmitate)水解,且随着底物碳链长度的增加,蛋白的催化活性也随之下降;酶活性的pH依赖性分析发现,在pH6.0～9.0范围内,随着pH的升高5个蛋白的催化活性均呈现升高的趋势。     

中国人红细胞酯酶D同工酶表型及其基因频率研究

六十年代,Tashian等人相继发现人红细胞中至少含有5种以上不同类型的、能够水解羧酸酯键的酶,如胆碱酯酶,碳酸酐酶及另外3种非特异性的羧酸酯酶A、B、C。1973年Hopkinson等人利用淀粉凝胶电泳法以4-甲基伞形酮醋酸盐或丁酸盐为底物,发现了1种新型     

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。     

一种具有高β-葡聚糖酶活性的几丁质外切酶基因的克隆、表达和性质鉴定

【目的】表达并鉴定来源于维氏气单胞菌的几丁质酶Chi92并研究其作为水产饲用酶的有效性。【方法】自A.veronii B565中克隆chi92基因并在Pichia pastoris GS115中进行表达,对表达成功的Chi92进行分离纯化和生化鉴定。最后将Chi92添加到含有毕赤酵母粉的饲料中饲喂斑马鱼2周,研究Chi92添加对斑马鱼生长、饲料利用率、肠道微绒毛形态和抗病性能的影响。【结果】chi92基因编码具有864个氨基酸残基的多肽。Chi92在p H 6.0和40°C时表现最佳酶活。Chi92对蛋白酶有抗性,同时酶活不受金属离子显著影响。Chi92具备高几丁质酶活(69.4 U/m L)。以胶体几丁质和β-1,3-1,4-葡聚糖作为底物时,比活力分别为809.2 U/mg和235.6 U/mg。薄层层析和电喷雾电离质谱联用技术均表明N-乙酰葡糖胺二聚体是Chi92酶解胶体几丁质的主要产物。Chi92在对酵母细胞壁的降解方面比其他几丁质酶性能更加优良。经过2周饲喂,添加有Chi92的饲料显著提高了斑马鱼肠道微绒毛的高度和密度,同时斑马鱼的生长,饲料利用率,以及抗病性能均得到了一定提高。【结论】Chi92具有p H稳定性、抗逆性和高酵母细胞壁降解功能,能较好地作为饲用酶用于温水水产养殖。     

苏云金芽胞杆菌CcpA蛋白对几丁质酶基因chiA和chiB的表达调控作用

【目的】研究苏云金芽胞杆菌Bti75中糖代谢蛋白Ccp A对两种几丁质酶基因chi A和chi B的表达调控。【方法】利用PREDetector软件分析Bti75 chi A和chi B的基因上游区序列,EMSA方法在体外验证Ccp A是否能与chi A和chi B基因的启动子区域片段特异性结合。构建ccp A基因敲除载体以获得敲除突变株Δccp A,运用实时荧光定量PCR技术和Western blot技术比较有无葡萄糖存在的情况下,Ccp A对chi A和chi B基因表达的影响。【结果】计算机分析显示,chi B上游启动子区存在一个潜在的Ccp A结合位点crechi B,而chi A上游启动子区未发现类似序列。体外实验表明,Ccp A蛋白在共阻遏蛋白Hpr-Ser45-P的参与下可与chi B基因启动子区特异性结合,而与chi A基因启动子区没有特异性结合;实时荧光定量PCR和Western blot结果均显示,Bti75中ccp A基因敲除后,同样在葡萄糖存在下chi B的表达量提高而chi A的表达量变化不明显。【结论】在葡萄糖存在的情况下,Ccp A蛋白能抑制苏云金芽胞杆菌中几丁质酶chi B的表达,而chi A的表达不受Ccp A调控。     

嗜线虫致病杆菌HB310几丁质酶基因chi70的克隆和表达

为了了解嗜线虫致病杆菌Xenorhabdus nematophila几丁质酶的功能,本研究通过PCR技术从X nematophila HB310菌株中克隆得到了几丁质酶基因chi70,对该基因进行了生物信息学分析。结果表明该基因全长1947 bp,编码648个氨基酸,表达的Chi70蛋白不含信号肽。将chi70基因进行原核表达,获得大量重组Chi70蛋白。采用二硝基水杨酸法（DNS法）测定重组蛋白酶活,结果表明几丁质酶Chi70在pH70时活性最高,为8815 U/mL。采用生测方法测定 Chi70对苏云金芽孢杆菌HD-73（Bt HD-73）的增效活性,结果表明单独使用Bt HD-73时对2龄棉铃虫幼虫的LC50为1480 μg/mL,添加Chi70后的Bt HD-73对2龄棉铃虫幼虫的LC50为 566 μg/mL,实验结果说明Chi70对Bt具有明显的增效作用。     

建立转酮酶酶活测定方法及应用

目的转酮酶是非氧化磷酸化戊糖途径中的关键酶。5-磷酸木酮糖是分析测定转酮酶酶活性的底物,然而因该底物难以化学合成,生产成本高,从而导致厂家停止生产,目前市场上无法得到。因此有必要建立起新的转酮酶酶活测定方法。方法(1)将酿酒酵母的木酮糖激酶基因(XKS1)克隆于pET30a载体。(2)纯化木酮糖激酶。(3)建立酶偶联反应,以木酮糖为底物,将其转化为5-磷酸木酮糖,用于转酮酶酶活的测定。结果 (1)成功地将XKS1基因克隆于pET 30a得到质粒pXZ-X004。(2)质粒pXZ-X004诱导表达产生C端His-tag标签的XK,用Ni柱分离得到纯化的木酮糖激酶(XK)。(3)纯化的XK活性为21.0U/mg protein,当用12.5%的甘油保存于-80℃环境1个月,仍有74%的活性。(4)用纯化的XK建立了转酮酶(TK)酶活测定新方法,当TK酶活低至0.008 75U时仍能够利用新方法检测。结论本实验通过克隆和表达XKS1基因,成功地建立了TK酶活性测定的新方法,并应用于木糖代谢工程菌株TK酶活的测定,为医学和生态学领域中TK酶活的分析奠定了基础。     

细菌几丁质酶基因的表达调控

几丁质酶可以降解几丁质,广泛存在于各类微生物中。几丁质的降解产物几丁寡糖在医药、食品及农业生防领域有很重要的应用价值及广泛的应用前景。细菌在利用几丁质时,需要先分泌几丁质酶,将几丁质降解成几丁寡糖或单体,再通过特异的转运系统送进细胞而被利用。胞内的几丁质降解产物作为特定的信号分子,可以激活或阻遏相应chi基因的转录,从而影响细菌几丁质酶的合成。在各种调节蛋白及应答元件的参与下,细菌几丁质酶的合成受到精密的控制。文章以链霉菌和大肠杆菌为代表综述了细菌在转运系统和基因表达两个层面上控制几丁质酶合成的最新研究进展。