黑曲霉糖化酶高产和低产菌株糖化酶基因调控区的克隆及其分析比较

以PCR合成的糖化酶高产菌株黑曲霉(Asp. Niger)T21糖化酶基因5’近端非编码区588bp(EcoRI-BamHI)的序列为探针,从T21染色体DNA中克隆到近2.0kb的糖化酶基因5’端非编码区序列,并以此序列为探针从糖化酶低产菌株黑曲霉3.795(T21的诱变出发株)的染色体DNA中克隆到1.5kb的糖化酶基因5’端非编码区序列。该二序列的分析测定结果表明,其结构特征与文献报道的黑曲霉糖化酶基因5’端非编码区的基本一致,被称为“核心启动子”(Core promoter)的TATAAAT框及GCAAT框,分别在翻译起始点的-109bp及-178bp处。此外,在曲霉amdS,amyB基因中已发现有调控功能的CCAAT序列存在于-449bp和-799bp处。高产和低产菌株糖化酶基因5’端非编码区序列的分析比较结果表明,有9个部位的碱基发生了变化。此实验结果为进一步研究黑曲霉糖化酶基因在转录水平上的调控规律打下了基础。     

嗜热糖化酶基因在重组黑曲霉工程菌中的表达及酶学性质初步研究

为了提高糖化酶的耐热性能,降低淀粉糖化发酵工艺的生产成本,构建了同源整合载体pEasy-glaAdir以及pEasyssg,将黑曲霉(Aspergillus niger)的糖化酶基因(glaA)灭活,并将硫磺矿硫化叶菌(Sulfolobus solfataricus)的嗜热糖化酶基因(ssg)插入到黑曲霉基因组中,筛选得到表达嗜热糖化酶的重组黑曲霉工程菌(A.nigerWW1)。重组菌的发酵结果显示,嗜热糖化酶在黑曲霉中得到了分泌表达,发酵液酶活达到3 030 U/mL。重组嗜热糖化酶的最适反应温度为90℃,最适pH为6.0,该酶具有较高的热稳定性,在80℃时的半衰期在60 min以上,具有良好的工业应用前景。     

粉红黏帚霉糖化酶基因的克隆、表达及酶学性质分析

用黑曲霉(Aspergillusniger)G1为宿主菌表达粉红黏帚霉(Gliocladiumroseum)糖化酶。运用PCR技术从粉红粘帚霉中扩增得到一个疑似糖化酶基因序列(约1.8 kb),并将其连接到载体p Gm上组建成重组质粒p Gm-3440。将重组质粒转化到黑曲霉G1菌株中,经amd S筛选及PCR验证获得表达糖化酶的黑曲霉重组工程菌。重组菌的发酵结果显示,糖化酶基因在黑曲霉中得到了分泌表达,用国标法(QB/T 1803-1993)测得重组糖化酶活性达292 U/m L。进一步对其酶学性质进行分析发现,该重组酶最适温度和p H分别为50℃和5.0,该酶的耐热性较差,p H稳定性较好。     

离子型多孔聚苯乙烯固定化糖化酶

 用离子型多孔聚苯乙烯固定化了糖化酶。研究了制孔剂比例对载体孔径的影响。用麦芽糖做底物,三乙醇胺基聚苯乙烯载体使固定化糖化酶的最适pH向左移动约2个pH单位;磺酸基苯胺基聚苯乙烯载体使固定化糖化酶最适pH向右移动2个单位。固定化酶最适pH的移动值随缓冲液浓度的增加而减少。用可溶性淀粉为底物时固定化糖化酶的pH—活力曲线变宽。用dextrin作底物,天然糖化酶的Km为3.47×10~(-3)mol/L,固定化糖化酶的素质K_m为4.17×10~(-3)mol/L,表现K_m(app)为1.11×10~(-2)mol/L。延长重氮化反应时间,得到2000ug~(-1)干胶的高活力固定化糖化酶。     

黑曲霉糖化酶高产株糖化酶cDNA的合成、克隆和序列分析

从黑曲霉糖化酶高产株T21分离总Poly(A)⁺RNA,经反转录合成cDNA,建立cDNA库。以糖化酶基因片段为探针从cDNA库进行筛选,阳性率达1．6％。由限制酶酶切图谱确定30％的阳性克隆携带全长的糖化酶cDNA。序列分析结果表明,菌株T21虽经多次诱变获得,但糖化酶基因编码区序列与文献报道的黑曲霉糖化酶基因编码区序列一致。从菌株T2l构建的cDNA库中含糖化酶cDNA插入片段的克隆的高比率充分证明,菌株T21中稳态糖化酶mRNA含量很高,显然这是突变株T21糖化酶高产的重要原因之一。     

黑曲霉糖化酶基因表达调控的研究 Ⅰ.高产及低产菌株糖化酶表达的总体分析和比较

对黑曲霉(Aspergillus niger)高产菌株T21和原始菌株3.795糖化酶的基因表达从菌体生长、酶形成动力学、glaA基因拷贝数、糖化酶mRNA含量及其稳定性等多个方面进行了分析和比较。T21和3.795糖化酶的大量产生均自菌体生长的静止期开始。培养72h后,两者的菌体浓度相同,但T2l产生的糖化酶量为3.795的10～17倍,说明糖化酶产量的差异不是因生物量或酶起始合成期不同引起的,而是由于细胞内酶表达量不同引起的。Northern杂交显示T21总RNA中糖化酶mRNA含量为3.795的4.3～4.4倍.两菌株glaA基因拷贝数及糖化酶mRNA的稳定性分析结果排除了这两个因素的影响,因此T21糖化酶mRNA含量的增加主要是glaA基因转录水平提高的结果。T21与3.795之间糖化酶水平差异(10～17倍)与糖化酶mRNA水平差异(4.3～4.4倍)的不一致性,提示T21和3.795之间除转录水平外可能还存在着翻译水平上的差异(2～4倍)。此外,T21和3.795均存在着对糖化酶基因表达的碳源调控机制,根据两者在淀粉、麦芽糖和葡萄糖培养条件下所产生的mRNA比均为4:3:2,可以认为,这种调控作用发生在转录水平上,并且具有相同的调控方式。     

生淀粉糖化酶催化位点氨基酸及酶合成调控的初步研究

通过对Rhizopus OR-1UVN菌种所产生淀粉糖化酶在不同底物不同缓冲溶液条件下酶最适pH的测定,推测出该生淀粉糖化酶活力中心催化位点氨基酸是天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)。实验证明5～50mg/mL浓度葡萄糖对生淀粉糖化酶没有抑制作用。分别以浓度<5mg/mL葡萄糖和淀粉为碳源的培养基进行不同碳源发酵实验,发现以淀粉为碳源的培养基Ⅰ发酵15h开始产生淀粉糖化酶,以葡萄糖为碳源的培养基Ⅱ发酵35h开始产酶(葡萄糖浓度<8mg/mL),而且前者菌体较后者少,由此可知葡萄糖对产酶有阻遏作用。实验还发现解阻遏熟淀粉糖化酶的葡萄糖浓度(15mg/mL)比生淀粉糖化酶的要高。由于葡萄糖的阻遏作用不发生在翻译水平,而发生在转录水平上,而且生淀粉糖化酶(G1)与熟淀粉糖化酶(G2)来自同一条DNA链,可以推测存在mRNA的拼接。通过以生淀粉为碳源的比较实验,发现生淀粉对生淀粉糖化酶形成的诱导作用可能主要是通过mRNA拼接的调节来实现的。     

黑曲霉糖化酶基因表达调控的研究 Ⅰ.高产及低产菌株糖化酶表达的总体分析和比较

对黑曲霉(Aspergillus niger)高产菌株T21和原始菌株3.795糖化酶的基因表达从菌体生长、酶形成动力学、glaA基因拷贝数、糖化酶mRNA含量及其稳定性等多个方面进行了分析和比较。T21和3.795糖化酶的大量产生均自菌体生长的静止期开始。培养72h后,两者的菌体浓度相同,但T2l产生的糖化酶量为3.795的10～17倍,说明糖化酶产量的差异不是因生物量或酶起始合成期不同引起的,而是由于细胞内酶表达量不同引起的。Northern杂交显示T21总RNA中糖化酶mRNA含量为3.795的4.3～4.4倍.两菌株glaA基因拷贝数及糖化酶mRNA的稳定性分析结果排除了这两个因素的影响,因此T21糖化酶mRNA含量的增加主要是glaA基因转录水平提高的结果。T21与3.795之间糖化酶水平差异(10～17倍)与糖化酶mRNA水平差异(4.3～4.4倍)的不一致性,提示T21和3.795之间除转录水平外可能还存在着翻译水平上的差异(2～4倍)。此外,T21和3.795均存在着对糖化酶基因表达的碳源调控机制,根据两者在淀粉、麦芽糖和葡萄糖培养条件下所产生的mRNA比均为4:3:2,可以认为,这种调控作用…     

黑曲霉糖化酶在酿酒酵母中的表达和分泌

从黑曲霉糖化酶高产株T2l合成的糖化酶cDNA,经5’端和3’端改造后克隆到酵母质粒YFDl8上,转化酿酒酵母。转化子的淀粉培养基平板检测,培养滤液蛋白电泳和糖化酶活力分析都表明,含有糖化酶基因表达质粒的酵母转化子能有效地分泌有功能的糖化酶到细胞外。实验证明酵母a园子启动子和分泌信号序列能促使黑曲霉糖化酶cDNA在酵母中表达和分泌．实验还表明．黑曲霉糖化酶原的翻译后加工序列很可能亦能被酵母识别,加工生成有功能的成熟的糖化酶。以上成功为构建有实用意义的淀粉水解酵母工程菌迈出了重要的一步。     

培养基配方和生物量再循环对菌株可可球二孢(Botryodiplodia theobromae)糖化酶生产的影响

B．theobroae培养在添加了（NH4）3 PO4、蛋白胨、K3PO4、CaCO3和大豆粉的木薯淀粉培养基中,mH6．0时播瓶发酵产生据化酶1950u／ml。真菌生物量能在无有效损失的情况下被再循环利用于酶生产至少4次。糖化酶（EC3．2．1．幻是一种重要同工业酶制剂,例如它能被用于葡萄糖浆的生产上。各种真菌糖化酶已被用于不同DE值（葡萄糖当量值）的糖浆生产中。黑曲霉已被用于深层培养和固态发酵生产糖化酶。B．theobromae是一种真菌,它作为糖化酶产生菌的潜力也已被研究过。在分批工艺、补料分批工艺和连续工艺中,都可通过细胞再循环（利用）…     

Ti02膜吸附固定糖化酶特性的研究

分别以醋酸纤维素Ti02膜(AC、Ti02膜)、羧甲基纤维Ti02膜(CMC、Ti02膜)和聚丙烯Ti02膜(PP、Ti02膜)为载体吸附固定糖化酶,并与醋酸纤维素、羧甲基纤维素和聚丙烯固定糖化酶的性能进行了比较,得出以AC、Ti02膜和PP、Ti02膜对糖化酶的吸附性能及稳定性能均较好,PP、Ti02膜固定的糖化酶使用8次后其剩余酶活仍能保持在72％。     

TiO2膜吸附固定糖化酶特性的研究

分别以醋酸纤维素TiO2膜(AC.TiO2膜)、羧甲基纤维TiO2膜(CMC.TiO2膜)和聚丙烯TiO2膜(PP.TiO2膜)为载体吸附固定糖化酶,并与醋酸纤维素、羧甲基纤维素和聚丙烯固定糖化酶的性能进行了比较,得出以AC.TiO2膜和PP.TiO2膜对糖化酶的吸附性能及稳定性能均较好,PP.TiO2膜固定的糖化酶使用8次后其剩余酶活仍能保持在72%.     

耐热糖化酶基因的克隆及其在枯草杆菌中的表达*

应用PCR技术从嗜热古生菌硫磺矿硫化叶菌(Sulfolobussolfataricus)中扩增到大小约为1.9kb编码嗜热糖化酶的DNA片段,并将其插入枯草杆菌诱导型表达载体pSBPYF,获得含有该糖化酶基因的重组质粒pSGAYF,转化枯草芽孢杆菌DB1342。经蔗糖诱导后,该糖化酶在枯草杆菌DB1342(pSGAYF)中获得胞外分泌表达,酶活为3.6U/mL,最适温度为90℃,最适pH6.0。     

纤维素酶产生菌和糖化酶产生菌液体混合发酵的研究

应用正交试验设计研究了糖化酶高产菌株黑曲霉UV-11(Aspergillus niger UV-11)和纤维素酶高产菌株黑曲霉F_(27)(A.niger F_27)液体混合发酵条件。结果表明,发酵液糖化酶活力为6500U/ml,CMC酶活力为99mg葡萄糖/ml·h。与UV-11单菌发酵相比,糖化酶活力提高16％,CMC酶活力提高266％。     

黑曲霉糖化酶基因启动子功能鉴定

从糖化酶工业生产菌株Aspergillus nigerCICIM F0410基因组DNA中扩增糖化酶基因启动子(PglaA),并将该启动子替换质粒pRS303K上KmR基因启动子,构建成糖化酶基因启动子功能检测质粒pRS-PglaA-KmR。将pRS-PglaA-KmR转入E.coliJM109中,得到重组菌E.coli(pRS-PglaA-KmR)。通过对重组菌的氨基糖苷磷酸转移酶基因活性检测,表明PglaA在E.coli中具有驱动KmR基因表达的活性。采用不同诱导物进行培养发现,葡萄糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖或玉米淀粉,可以不同程度增强PglaA的强度。     

黑曲霉S1生淀粉糖化酶生物合成的调节研究

本文对黑曲霉S_1(Aspergillus niger S_1)生淀粉糖化酶生物合成调节进行了初步研究,认为该菌生淀粉糖化酶的合成与菌体生长呈负相关,即酶的合成过程是典型的选择性合成过程。该菌生淀粉糖化酶的合成受降解物阻遏调控,缓慢供给低浓度易利用碳源和添加环腺苷磷酸(cAMP)可使酶的合成消阻遏,通过研究放线菌素C_1(Actinomycin C_1)等抑制剂对酶合成的影响而推断黑曲霉S_1生淀粉糖化酶合成的阻遏调控发生在转录水平上。     

黑曲霉糖化酶热稳定性的研究

本文报导了黑曲霉糖化酶三种同工酶的相似的热稳定性。活力测定表明,糖化酶在60℃时易失活,三个同工酶的半衰期分别是GⅠ30’,GⅡ48.,GⅢ80’;而对40℃和50℃则有较强的抗性,但其活力曲线呈现复杂的变化,显示出在一定时间内,温热可以诱导酶活提高。紫外吸收及紫外差示光谱表明,在热处理过程中引起了酶分子的构象变化。本文还对酶分子的构象及活力变化的关系进行了探讨。 糖化酶(glucoamylase EC.3.2.1.3)水解淀粉为葡萄糖,是食品酿造工业的重要用酶之一。我们已经从黑曲霉AS.3.4.309变异株B-11发酵液中分离提纯了三种糖化酶的同工酶(1),并对其基本性质进行了研究。本文主要对黑曲霉糖化酶的热稳定性作了进一步的探讨。     

黑曲霉S4生淀粉糖化酶纯化组分的性质及其动力学常数

生淀粉糖化酶是可以水解生淀粉的葡萄糖糖化酶(Ec3.2.1.3,α-1.4-糖苷酶),它是近代工业中极为重要的酶类之一。虽然对生淀粉糖化酶可水解淀粉中所有的D-糖苷键已经清楚,由单糖逆合成寡糖的动力学研究也比较深入,但有关它对各种常用生淀粉材料的水解动力学以及各生淀粉糖化酶组分之间的相互关系的研究却很少。本研究通过在不同温度和pH下,生淀粉糖化酶的三个组分对寡糖和各种生淀粉作用的动力学常数,以及在不同pH值下它们对各生淀粉     

黑曲霉糖化酶高产菌株的糖化酶结构基因的分离及其序列分析

从糖化酶高产菌株(Aspergills niger)T21中分离出染色体DNA.Southern印跡分析表明糖化酶结构基因位于约2.5kb的EcoRⅠ-EcoRV片段中.该染色体DNA经EcorⅠ、EcoRⅤ完全酶切后,用琼脂糖凝胶电泳分离,回收2.0—3.0kb的片段,与载体pBR322连接后转化宿主菌大肠杆菌DH5,获得转化子.通过原位杂交,从转化子中筛选出4个阳性克隆.阳性克隆的进一步酶切鉴定及序列分析表明,黑曲霉T21糖化酶结构基因大小为2.3kb,含有4个内含子.     

一株曲霉的一种中温糖化酶的纯化及其部分酶学特性

本研究从广西花坪自然保护区采集的土壤中筛选获得了一株产糖化酶丝状真菌菌株57-45,通过形态学观察和真菌内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列比对分析,将其初步鉴定为曲霉属(Aspergillus sp.)的一个种。纯化真菌57-45所产的一种胞外糖化酶经过硫酸铵分级沉淀、疏水层析和阴离子交换层析三步蛋白质纯化步骤,得到在SDS-PAGE上约60kD的单一蛋白质条带,薄层层析分析表明该纯化的蛋白质水解可溶性淀粉的产物只有葡萄糖,证明该纯化的蛋白质为糖化酶。纯化的糖化酶Km值为1.9mg/mL,Vmax为4148μmol/(min·mg),最适作用pH5.5,最适作用温度50℃,在同步糖化发酵中有应用的潜力。金属离子Fe3+、Zn2+、Cu2+对酶活有较强的抑制作用,EDTA对酶活有较强的促进作用。本文结果将为进一步研究曲霉糖化酶的酶学特性提供新的材料。