铜锌超氧化物歧化酶的重组研究——Ⅰ.铜锌的去除和重组

在制备去Cu、Zn的酶蛋白方法上作了改进并提出新的制备途径,在此基础上对牛红细胞铜锌超氧化物歧化酶进行金属辅基去除和重组研究。通过对酶活性、吸收光谱、圆二色谱和电子自旋共振波谱变化的观察,比较系统地探究了天然酶(Holo-SOD),去Cu、Zn后的酶蛋白(Apo-SOD)和加入Cu~(2+)、Zn~(2+)重组后的酶(Reco-SOD)的性质,以及Cu和Zn对酶活性及功能方面的作用,其主要结果有以下几点:1.用改进法制备去除Cu、Zn的酶蛋白样品可以避免EDTA-Cu~(2+)络合物的污染,残存酶活力仅为天然酶的0.4%,在pH3.8～4.2条件下,加入Cu~(2+)、Zn~(2+)重组后,不仅酶活性可以恢复到98%,而且其UV、CD和ESR图谱均可以恢复到天然酶的状态。2.Cu为酶催化活性所必需。当过量的Zn~(2+)先加入酶蛋白中,然后再补加Cu~(2+),重组酶的活力恢复有所下降。而Zn~(2+)和Cu~(2+)单独加到酶蛋白中去时,Zn~(2+)对酶蛋白的UV图谱没有影响,Cu~(2+)则引起UV吸收大幅度上升。3.同时去除Cu、Zn后的酶蛋白(E_2E_2-SOD)比单独只去Cu后的酶蛋白(E_2Zn_2-SOD)的重组恢复更加困难。     

重组金属硫蛋白HcMT的原核表达及其与金属离子竞争反应

[目的]在不同p H范围内和不同时间下检测重组HcMT结合的锌、铜离子的含量,对金属离子竞争结合金属硫蛋白的特征进行分析。[方法]构建重组表达载体,将重组质粒pET-32a-Hc MT进行原核表达,诱导时加入Zn~(2+),获得菌体后超声破碎,上清中添加Cu~(2+),分离纯化融合蛋白Trx A-Hc MT,检测金属硫蛋白溶液紫外吸收情况。样品硝化后用ICP-OES检测金属硫蛋白结合的金属离子含量。[结果]在pH 3～9的范围内,重组Hc MT上结合的Zn~(2+)含量随着p H值升高而升高。加入Cu~(2+)后,重组Hc MT上结合的Cu~(2+)浓度上升,Zn~(2+)浓度下降。在p H 3时,重组Hc MT结合金属离子的比值Cu~(2+)/Zn~(2+)为最小值0. 68,在pH 8时Cu~(2+)/Zn~(2+)为最大值1. 48,有利于Cu~(2+)竞争。当pH 8时,不同时间下Zn-Hc MT与Cu~(2+)的竞争结果表明1 h时锌铜有竞争高峰。[结论]证明了铜离子可以取代结合在重组HcMT上的锌离子,在p H 7～9范围中结合1 h竞争效率最高,该研究为重组Hc MT在重金属解毒方面的应用奠定基础。     

重金属铜、锌、镉复合胁迫对麻疯树幼苗生理生化的影响

该研究以Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)单一胁迫为对照,探讨不同浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)复合胁迫对麻疯树幼苗生理生化指标的影响。结果表明:随着Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)浓度的增加,麻疯树幼苗叶片中的蛋白质(Pro)、丙二醛(MDA)含量均逐渐增加,其叶片叶绿素含量随着Zn~(2+)胁迫浓度的增加呈现出先降后升的趋势,在中等浓度(100 mg·L-1)的Zn~(2+)胁迫时含量最低、随着Cu~(2+)胁迫浓度的增加叶绿素含量先升高后降低,在Cu~(2+)浓度为200 mg·L-1时含量最高,达到1 200 mg·g-1FW; Cd~(2+)胁迫对叶绿素含量和根系活力无明显影响。根系活力在Zn~(2+)浓度为100 mg·L~(-1)时最强,随着Cu~(2+)浓度的增加而减弱。低浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)对过氧化物酶活性和可溶性糖含量都具有促进作用。Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)复合胁迫时对可溶性蛋白、叶绿素和丙二醛含量均无明显影响,随着复合胁迫时浓度的增加,可溶性糖含量和根系活力先增后减。这表明麻疯树对三种重金属的胁迫具有一定的抗性,过高浓度的胁迫会影响麻疯树幼苗生理生化的一些指标,但是麻疯树可以通过自身的防御系统使伤害降到最小。此外,重金属复合胁迫可以在一定程度上减轻单一胁迫对麻疯树幼苗造成的毒害作用。     

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。     

蜡样芽胞杆菌磷脂酶C在乳酸克鲁维酵母中重组表达、纯化及酶学性质分析

【目的】构建蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)磷脂酶C(Phospholipase C,PLC)的重组乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)菌株、纯化重组蛋白并对其进行酶学性质分析。【方法】以B.cereus基因组DNA为模板,PCR扩增得到磷脂酶C基因(bcplc),构建重组乳酸克鲁维酵母表达质粒并转化到乳酸克鲁维酵母中,实现bcplc基因的表达。利用镍柱亲和层析纯化和脱盐柱得到电泳纯的重组磷脂酶C(rbcPLC)。【结果】成功构建产磷脂酶C的重组乳酸克鲁维酵母并纯化了重组磷脂酶C,纯化后rbcPLC经SDS-PAGE分析在40 kDa附近出现显性条带。NPPC法测得rbcPLC酶活为19251 U/mg,最适反应温度为80°C,最适pH为9.0。在低于40°C时,pH 7.0-8.0时,rbcPLC重组酶较稳定。Cu~(2+)和Co~(2+)对其有明显的抑制作用;Zn~(2+)、Mn~(2+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)对其有明显的促进作用。【结论】首次实现了对蜡样芽胞杆菌来源的磷脂酶C在乳酸克鲁维酵母中的重组表达、纯化及其酶学性质分析,为其它食品安全性微生物来源的磷脂酶C的研究提供了借鉴意义。     

Cu2+、Zn2+、Cd2+对黑水虻幼虫生长的影响及在虫体和虫粪的积累

为研究不同金属离子对黑水虻幼虫生长的影响及在虫体和虫粪中的积累分布规律,通过在黑水虻幼虫饲料中加入不同浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+),分析观测了幼虫增重、虫体和虫粪中金属含量等情况。结果表明,适量的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)可以促进黑水虻幼虫的生长,Zn~(2+)浓度在400 mg/kg时黑水虻幼虫的体重最高。Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)在黑水虻幼虫体内和虫粪中的残留随着饲料中Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)浓度的升高而增加。Cu~(2+)、Zn~(2+)在虫体中的残留比例都小于50%,大部分残留在虫粪中,Cd~(2+)在10、20、40 mg/kg处理中虫体的残留比例大于50%,最高达到了91.3%,而在80、160 mg/kg处理中虫体残留量比例小于50%。各重金属在虫粪中的残留主要以残渣态存在,且各形态的含量顺序在高浓度处理中都为残渣态酸溶态水溶态碱溶态。说明饲料中适量金属离子的添加有利于黑水虻幼虫生长,但过量的添加会抑制黑水虻幼虫生长,并造成金属离子的积累。     

造纸废水灌溉下芦苇叶片重金属含量对叶绿素荧光参数的影响

以辽河口建群种芦苇(Phragmites australis)为供试材料,采用小试装置研究在化学需氧量(CODCr)浓度分别为50、175和300 mg·L-1的造纸废水灌溉条件下芦苇叶片中重金属Cr~(6+)、Zn~(2+)和Cu~(2+)含量和叶绿素荧光参数(F_v/F_m和F_v/F_o)的变化特征,探讨芦苇荧光参数对废水灌溉的响应机制。结果表明,造纸废水灌溉对芦苇叶片中Cr~(6+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)含量影响显著(P0.05),最大累计值分别是对照组相应重金属离子的2.80、3.66和3.86倍,且CODCr浓度越大重金属含量越高。3种重金属在不同生育期芦苇叶片中的积累存在差异,Cr~(6+)和Zn~(2+)主要在成熟期积累,Cu~(2+)主要在快速生长期积累。CODCr为50和175 mg·L-1的造纸废水灌溉提高了芦苇叶片光系统Ⅱ反应中心转换效率(F_v/F_m)和潜在活性(F_v/F_o),而CODCr为300 mg·L-1的造纸废水灌溉下,相应叶绿素荧光参数分别降低了8.19%和24.94%,表明光系统Ⅱ功能受到抑制。叶绿素荧光参数对3种重金属表现出不同响应机制,F_v/F_o和F_v/F_m值随Cr~(6+)和Zn~(2+)含量升高而减小,随Cu~(2+)含量升高而增大,其中F_v/F_m与重金属Cr~(6+)含量呈显著性负相关,F_v/F_o与Cu~(2+)含量呈显著性正相关。     

溶葡球菌酶在乳酸克鲁维酵母中重组表达、诱变、优化及酶学研究

根据模仿葡萄球菌(Staphylococcus simulans)的溶葡球菌酶基因序列以及乳酸克鲁维酵母密码子偏好性设计引物扩增溶葡球菌酶基因表达片段,构建溶葡球菌酶(lysostaphin,Lys)基因表达载体(p KLAC1-Lys),转化乳酸克鲁维酵母(K.lactis GG799),实现了Lys基因的分泌表达。对重组菌株(K.lactis GG799/p KLAC1-Lys)进行NTG随机化学诱变,优化表达条件,筛选获得高表达菌株,并通过Ni-NTA亲和层析纯化蛋白并研究其酶学性质。结果表明:通过诱变重组溶葡球菌酶乳酸克鲁维菌株,Lys酶比活性提高了约5.2倍(约8 000U/L)。最适接种量为40g/L,诱导过程中每24h添加一次终浓度为20g/L的半乳糖和NH_4NO_3可提高酶比活性,最适表达p H为7.0~7.5,最适反应p H为7.0~8.0,最适反应温度为37℃。实验表明,低于40℃,p H 3~6之间时,重组溶葡球菌酶较稳定。Sr~(2+)对其酶活性有明显的促进作用,Ba~(2+)、Ca~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Mg~(2+)对其有明显的抑制作用。     

冬瓜蛋白酶的分离纯化及其部分性质研究(英文)

冬瓜的果肉中发现了丰富的蛋白水解酶.用硫酸铵将冬瓜果肉汁分级盐析,得到粗酶液.再经DEAE-Sepharose FF离子交换层析和Superdex-75柱层析等步骤得到一种电泳纯的冬瓜蛋白酶.SDS-PAGE测得其分子量为64 kDa.以酪蛋白做底物时,该酶的最适反应温度为70℃,最适作用pH为6.5,在pH 4.5～10.5,40～70℃范围内较稳定.PMSF强烈抑制该蛋白酶的活性.另外,Hg~(2+)对该酶有强烈的抑制作用,Mn~(2+)离子对其有保护作用,Zn~(2+)、Ca~(2+)和Cu~(2+)等离子对其活性没有影响.     

海洋来源琼胶酶的分离纯化及酶学性质研究

采用Vibiro sp.ZC-1发酵制备琼胶酶,粗酶液经过中空纤维柱浓缩、硫酸铵沉淀、DEAE-阴离子交换层析,得到一个电泳纯的琼胶酶组分Aga ZC-1,其分子质量约为45k Da,比活力为114.613U/mg。对Aga ZC-1进行酶学性质分析,结果表明,其最适反应p H为7.0,在p H为5.0~9.0时保温1h仍能保持80%以上的酶活力;最适反应温度为50℃,在45℃条件下保温1h酶活力保持在60%以上。在高浓度(5mmol/L)下,Fe~(3+)、Cu~(2+)、Sn~(2+)和Zn~(2+)能完全抑制琼胶酶的活性,在低浓度(1mmol/L)下,Cu~(2+)、Ba~(2+)、Na~+、Zn~(2+)、Ag~+、Sr~(3+)、K+对琼胶酶活性具有明显抑制作用。琼胶酶的动力学参数K_m和V_(max)分别为0.538mg/ml和6.33μmol/(L·min),对琼胶底物具有高度专一性,降解产物主要为新琼四糖和新琼六糖。     

两种地衣共生藻对铜和锌的耐受性及吸附特性研究

重金属污染生物修复中,藻类对重金属的吸附潜力引起诸多研究者的关注。为了探讨从地衣体分离培养的地衣共生藻对重金属Cu~(2+)、Zn~(2+)吸附特性及其耐受性的差异,以2种地衣共生藻为研究材料,采用Evan’s blue染色法、BCO和双硫腙分光光度法测定地衣共生藻细胞活率,培养液及藻体内的Cu~(2+)、Zn~(2+)含量。结果显示:不同浓度Cu~(2+)、Zn~(2+)胁迫下,2种地衣共生藻的细胞活力及重金属吸附特性有所差异,对Cu~(2+)胁迫的耐受性及吸附性为:P.EB;Zn~(2+)胁迫下,培养至9d时耐受为:P.E B,随着培养时间的延长P.E的细胞活力急剧下降并低于B,但吸附率还是处于P.E B;并且2种地衣共生藻对Zn~(2+)胁迫的耐性及吸附性明显高于Cu~(2+)。研究发现,来自菌藻共生的特殊生物-地卷属地衣的两种藻类比一些自由生长的藻类对铜和锌胁迫具有较高的耐受性及吸附性。     

重金属累积对泽兰实蝇幼虫生长发育和保护酶的影响

为了弄清重金属通过寄主植物紫茎泽兰累积后对专性寄生天敌泽兰实蝇的生理影响,采用模拟Cd~(2+)、Pb~(2+)或Zn~(2+)污染的土壤培养法胁迫紫茎泽兰,让泽兰实蝇低龄幼虫寄生取食,利用原子吸收分光光度法测定泽兰实蝇老熟幼虫中Cd~(2+)、Pb~(2+)或Zn~(2+)的含量,同时测定分析泽兰实蝇老熟幼虫的体长、鲜重、能量物质和保护酶的变化。结果表明,实验处理的Cd~(2+)、Pb~(2+)或Zn~(2+)均可通过紫茎泽兰传递并累积到泽兰实蝇老熟幼虫体内,引起老熟幼虫一系列生理变化:长度和鲜重降低;总糖、总蛋白和总脂的含量降低,相应的热量值也降低;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等保护酶的活性降低。本研究为进一步阐明重金属污染对食物链各环节的影响提供了重要的理论依据。     

酿脓链球菌Cas9核酸酶的重组表达、分离纯化及酶学特性

【背景】Cas9核酸酶是一种RNA引导的核酸内切酶,可与单链向导RNA (single-guide RNA,sgRNA)形成稳定的核糖核蛋白复合物,识别和切割特定的核苷酸片段。由于其具备高灵活性和高效率的特点,目前已经成为基础科学研究领域和临床治疗方法中使用最广泛的基因编辑工具。【目的】为Cas9核酸酶的合理开发和利用提供理论依据。【方法】利用大肠杆菌表达系统表达野生型酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes) Cas9核酸酶,经硫酸铵沉淀和镍柱亲和层析两步纯化获得较高纯度表达产物,并对其热稳定性、pH稳定性、金属离子的影响等酶学特性进行研究。【结果】经高密度发酵后,大肠杆菌湿菌重达191.0 g/L。纯化后酿脓链球菌Cas9核酸酶的比酶活达641.29 U/mg,纯化倍数为16.02,收率为46.40%。Cas9核酸酶在25-42°C保温2 h后剩余酶活保持在65%以上,而在45°C保温15 min后全部失活;其在pH 6.0-10.0范围内稳定性较高,剩余酶活大于68%,在pH9.0时稳定性最高;0.5-20.0mmol/L浓度范围内的Mg~(2+)对该酶有激活作用,10.0 mmol/L的Mg~(2+)可使该酶酶活力提高约23%;Ba~(2+)、Co~(2+)、Ca~(2+)、Mn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(2+)、Zn~(2+)对该酶有不同程度的抑制作用,其中0.5 mmol/L的Cu~(2+)和Fe~(2+)对Cas9核酸酶有完全抑制作用。【结论】异源表达并纯化出具有较高纯度和较高酶活力的酿脓链球菌Cas9核酸酶,并对其酶学特性进行了初步研究,该结果对CRISPR/Cas9技术的进一步推广和应用有一定的指导意义。     

河南华溪蟹金属硫蛋白的GST融合表达及工程菌吸附重金属的研究

目的:构建河南华溪蟹金属硫蛋白(MT)的GST融合表达系统,诱导其可溶性表达,并检测转MT工程菌吸附重金属的能力。方法:采用基因工程技术,将河南华溪蟹MT的cDNA克隆至原核表达载体pGEX-6p-1,转化大肠杆菌BL21(DE3),SDS-PAGE鉴定融合蛋白的表达。在此基础上采用火焰原子吸收分光光度计测定工程菌对重金属离子Cu~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附能力。结果:pGEX-6p-1-MT重组质粒构建成功,SDS-PAGE分析表明GST-MT为可溶性表达,表达菌体对3种重金属的生物吸附能力均显著高于空菌体(P0.01)。结论:实现了华溪蟹MT的GST融合表达,转MT工程菌对Cu~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)具有显著吸附作用,且对Cd~(2+)的吸附作用最强。     

鸡源和猪源乳杆菌胆盐水解酶的表达及酶学性质比较

【目的】随着抗生素生长促进剂(AGPs)在动物饲料中逐步禁止使用,AGPs替代物的研究成为热点。由于胆盐水解酶(BSH)在脂类代谢中的关键作用,成为AGPs替代物研究的一个重要方向。在原核表达和纯化的基础上鉴定鸡源和猪源乳杆菌BSH在酶学性质方面的差异性。【方法】分别对鸡源胆盐水解酶(BSHc)和猪源胆盐水解酶(BSHp)基因进行原核表达和蛋白纯化,通过测定对6种甘氨结合胆盐和牛磺结合胆盐的水解效率获得两种酶的酶学动力学性质,进而测定了温度、pH和金属离子对酶活力的影响。【结果】BSHc和BSHp对甘氨结合胆盐的水解效率高于牛磺结合胆盐,BSHc对甘氨结合胆盐的水解效率较BSHp稍高;BSHc和BSHp的最适酶解温度分别为45°C和42°C;BSHc和BSHp的最适反应pH分别为6.0和5.4;含有Cu~(2+)、Fe~(3+)、Mn~(2+)和Zn~(2+)的金属盐对BSHc和BSHp的酶活力均具有不同程度的抑制作用,特别是Cu~(2+)和Fe~(3+)抑制作用比较强;含有Na~+、K~+、Mg~(2+)和Ca2+的金属盐对BSHc和BSHp酶活力的抑制作用相对较弱或无抑制作用,但KIO3对BSHc和BSHp酶活力具有强抑制作用,KI和CaCl_2对BSHp酶活力也具有较强的抑制作用。【结论】原核表达和纯化的BSHc和BSHp对甘氨结合胆盐的水解效率高于牛磺结合胆盐,BSHc的最适酶解温度和pH稍高于BSHp,Cu~(2+)、Fe~(3+)、Mn~(2+)和Zn~(2+)等金属离子对BSHc和BSHp酶活力具有明显抑制作用,试验结果为鉴定BSH抑制物进而研制AGPs替代物奠定了基础。     

抗重金属土壤微藻F1对Cu~(2+)胁迫的耐受生理机制研究

以从新疆富蕴县金属矿区土壤筛选出的抗重金属微藻F1为材料,测定在不同浓度(0、0.5、1.0、1.5和2.0mmol/L)Cu~(2+)胁迫下F1微藻叶绿素a、可溶性蛋白、MDA和谷胱甘肽(GSH)含量,以及谷胱甘肽硫转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH-PX)和谷氨酰半胱氨酸合成酶(GCL)的活性,同时用红外光谱仪检测细胞壁上参与重金属螯合的官能团,用扫描电镜分析细胞壁上的离子交换情况,探讨F1土壤微藻对Cu~(2+)胁迫的耐受生理机制,为利用微藻生态修复技术去除污染区土壤重金属奠定基础。结果显示:(1)F1土壤微藻对Cu~(2+)具有较强的耐抗性。(2)F1土壤微藻细胞中参与吸附Cu~(2+)的基团分别为-OH、-CH2、-RCONH2和C-OH等。(3)F1土壤微藻在吸附Cu~(2+)的过程中,Cu~(2+)与细胞壁上的Al~(3+)、Fe~(2+)、Mg~(2+)、Ca~(2+)、K~+、Na~+和Zn~(2+)发生了交换。(4)藻细胞中的GSH和GSH-PX在F1土壤微藻耐受Cu~(2+)胁迫时起主要作用。研究认为,F1微藻种对Cu~(2+)的耐受性首先与其细胞壁外表细微结构及其离子交换特性有关,并且细胞壁上-OH、-CH_2、-RCONH_2和C-OH等化学基团起着重要作用,其次细胞内的谷胱甘肽以及谷胱甘肽相关酶类能够有效清除活性氧的过量积累,最终保护细胞免受重金属胁迫损伤。     

盐穗木金属硫蛋白HcMT在大肠杆菌中高效表达及金属离子结合能力的检测

旨在研究盐穗木金属硫蛋白Hc MT基因原核表达情况及结合金属离子的能力。从盐穗木中克隆获得的金属硫蛋白(Hc MT)基因亚克隆至p GEX-6p-2原核表达载体上,在大肠杆菌BL21中表达,分离纯化融白蛋白GST-Hc MT,通过原子吸收分光光度法测定融合蛋白GST-Hc MT结合金属离子的量以判断其与金属离子的结合能力。结果显示,诱导表达的融合蛋白GST-Hc MT分子量在34 k D左右,与预期一致,且通过Western blot进一步得到验证;原子吸收结果表明其具有结合Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)的能力,融合蛋白结合Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)的量分别是对照的25倍、10倍、4倍和2倍,其结合能力大小为Cu~(2+)Cd~(2+)Zn~(2+)Pb~(2+)。     

嗜热地芽胞杆菌(Geobacillus kaustophilus)DY115普鲁兰酶基因的克隆、表达和酶学性质

采用基因工程方法对嗜热地芽胞杆菌(Geobacillus kaustophilus)DY115的普鲁兰酶基因pulA在大肠杆菌中进行了克隆表达。该基因ORF全长为2 157bp,编码718个氨基酸。重组PulA在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中能够有效表达,经Ni-Sepharose亲和层析获得纯化的重组PulA蛋白。PulA最适作用温度为70℃,最适pH为8.0,在65℃和碱性条件下具有良好的热稳定性;K~+和Mn~(2+)对PulA活性有明显促进作用,Cu~(2+)和Zn~(2+)则强烈抑制PulA活性;PulA对普鲁兰糖水解能力最强,且其水解支链淀粉和糯米淀粉的能力明显高于直链淀粉;PulA可水解普鲁兰糖的α-(1,6)糖苷键生成麦芽三糖,属于I型普鲁兰酶。这是首次对来源于地芽胞杆菌属(Geobacillus)的高温碱性普鲁兰酶进行报道,由于PulA具有较好的水解淀粉支链的能力,因此其在淀粉加工业以及洗涤业上应用前景良好。     

径流雨水中溶解性有机质特征演化及其对典型污染物迁移和生物有效性的影响

地表径流污染已经逐渐成为城市面源污染的重要组成部分。其中溶解性有机质DOM (Dissolved organic matter)是有机污染物的主要组成部分。DOM中因为含有大量不饱和结构、官能团,其中包括羟基、羧基、羰基、胺基等,这些结构容易与径流中重金属结合发生络合反应,改变重金属的赋存形态,从而对其迁移转化及其生物有效性产生很大的影响。本文以北京市地表径流为研究对象,研究城市地表径流在冬、夏季不同功能区不同下垫面中溶解性有机质特征及其与典型重金属的作用机制,通过荧光淬灭滴定实验,研究夏季径流雨水中DOM的不同组分与重金属Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)之间的结合机制。研究结果显示PARAFAC将获得的样品都分解成2类6个不同的组分,1种腐殖酸,1种类蛋白;类蛋白物质的荧光强度与Cu~(2+)、Pb~(2+)的淬灭率要强于腐殖酸,而Zn~(2+)则呈现相反趋势;通过使用二维相关同步光谱发现DOM对重金属Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)的敏感性呈现递减趋势,二维相关异步光谱发现Cu~(2+)、Pb~(2+)会先与位于270—300nm附近类蛋白光谱带反应,Zn~(2+)则会先与330nm附近的腐殖酸光谱带反应。     

马铃薯α-淀粉酶在毕赤酵母中的表达、纯化及其酶学性质的研究

采用RT-PCR法扩增马铃薯夏波蒂的α-淀粉酶成熟肽基因,将其亚克隆至毕赤酵母表达载体pPIC9k上,SacII线性化重组表达载体,电击转化毕赤酵母GS115感受态细胞,构建重组酵母GS115/pPIC9k-amy,利用锥虫蓝法筛选获得高活性转化子(GSamyA5),以终浓度为0.5%甲醇诱导该重组菌表达α-淀粉酶,通过Ni~(2+)-NTA agarose亲和层析纯化,并对其酶学性质进行研究。结果表明:该酶的最适反应温度为45℃,40~50℃酶活较稳定,保温50 min,残留相对活力达92.6%;最适反应pH值为6.0,并在pH 6.0~7.0范围内酶活保持稳定。Ca~(2+)、K~+可促进酶反应,以Ca~(2+)影响为最,相对酶活力提高到125%;Cu~(2+),Fe~(2+),Fe~(2+),Zn~(2+)对该酶有显著抑制作用;Mn~(2+),Mg~(2+)对酶有微弱抑制作用,Li~+、Na~+对酶活影响不大。