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。     

粘质沙雷氏菌中果糖-1,6-/景天庚酮糖-1,7-二磷酸两个双功能酶的研究

[目的]明确粘质沙雷氏菌中两个FBPases是否同时具有催化果糖-1,6-二磷酸(F-1,6-BP)与景天庚酮糖-1,7-二磷酸(S-1,7-BP)的功能。[方法]PCR构建p ET28a-Sm-FBPase和p ET28a-Sm-Glp X,IPTG诱导表达于大肠杆菌并应用镍柱纯化靶蛋白。应用体外酶学分析Sm-FBPase与Sm-Glp X酶学特性。[结果]SDS-PAGE结果表明Sm-FBPase、Sm-Glp X的分子量是45 k Da、38 k Da。体外酶学分析表明两个酶均可催化F-1,6-BP和S-1,7-BP。Sm-Glp X是Mn2+或Mg2+依赖型酶,而Sm-FBPase的激活需要Mn2+。根据被测试的底物,Sm-FBPase最适p H 7. 0～7. 5、最适温度40℃; Sm-Glp X最适p H 8. 0、最适温度40～45℃。当F-1,6-BP作底物时,Sm-FBPase与Sm-Glp X的Kcat/Km分别为6. 88、7. 55 S-1mmol-1L。然而,当S-1,7-BP作底物时,Sm-FBPase与Sm-Glp X的Kcat/Km分别是3. 17、8. 54 S-1mmol-1L。[结论]Sm-FBPase和Sm-Glp X均可催化F-1,6-BP与S-1,7-BP,Sm-Glp X催化S-1,7-BP的效率是Sm-FBPase的2. 69倍。     

蚯蚓谷胱甘肽还原酶分离提取的研究

本研究利用闪式提取与超声提取相结合的方法从蚯蚓中提取纯化了谷胱甘肽还原酶(GR),利用正交试验对提取条件进行了优化,并对GR的酶学性质进行了研究。结果表明,GR的最佳提取条件为:p H值7.5,料液比1∶5,闪提时间45 s,超声时间15 min。提取的GR比活力达到655.9 U/mg pr.,纯化了32.3倍,回收率为58.4%。利用SDS-PAGE电泳测得蚯蚓GR的分子量为110 k Da。GR的最适p H值和温度分别为8.0和50℃。     

蚯蚓谷胱甘肽还原酶分离提取的研究北大核心CSCD

本研究利用闪式提取与超声提取相结合的方法从蚯蚓中提取纯化了谷胱甘肽还原酶(GR),利用正交试验对提取条件进行了优化,并对GR的酶学性质进行了研究。结果表明,GR的最佳提取条件为:p H值7.5,料液比1∶5,闪提时间45 s,超声时间15 min。提取的GR比活力达到655.9 U/mg pr.,纯化了32.3倍,回收率为58.4%。利用SDS-PAGE电泳测得蚯蚓GR的分子量为110 k Da。GR的最适p H值和温度分别为8.0和50℃。     

α-酮戊二酸半醛脱氢酶的定点突变及酶学性质变化

3-HP是一种性质优良的化学中间体,以甘油为底物生产3-HP的研究备受青睐,而限制3-HP产量的主要原因是Ald H活力过低。对源于Azospirillam brasilense的α-酮戊二酸半醛脱氢酶(KGSADH)基因同源建模和结构分析,采用定点突变方法得到高活力KGSADH,将突变酶表达纯化,探讨酶学性质的变化。结果表明,TU-KGSADH(E120D/P219A)酶活力达6.03U/mg,比原始酶比酶活提高了322%,最适温度由35℃降低为30℃,且热稳定性降低,最适p H为8.0,在p H 6.0-8.0条件下酶活力有所提高。Zn~(2+)对KGSADH的酶活有较强的抑制作用,而Co~(2+)、Fe~(3+)、Fe~(2+)对KGSADH的酶活有较大的激活作用。在酶的动力学方面,TU-KGSADH对乙醛的K_m由7.58降为6.28 mmol/L,V_(max)由10.6提高为12.3 U/mg。对酶学性质改变的因素分析发现,120位突变与最适p H下降和p H稳定性向酸性偏移有关,219位突变可能是最适温度和热稳定性降低的原因,为醛脱氢酶进一步定向改造提供参考。     

大球盖菇漆酶的分离纯化及酶学性质研究

从大球盖菇Sr-01菌株液体发酵液中分离漆酶,研究温度、p H和金属离子对酶活的影响。采用硫酸铵分级沉淀、Q-Sepharose阴离子交换层析和Superdex 200凝胶过滤层析对大球盖菇漆酶进行分离纯化。以ABTS[2,2-连氮基-双-(3-乙基苯并二氢噻唑啉-6-磺酸)]为底物,分光光度法测定酶活。结果表明,纯化后的漆酶比活力为152.79 U/mg,回收率为35.8%。SDSPAGE显示该漆酶为单体蛋白,相对分子质量约40 k D。该漆酶的最适反应温度和p H分别为35℃和4.0,Mg~(2+)、Cu~(2+)对酶活有激活作用,Fe~(2+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)则有显著抑制作用。在最优反应条件下,纯化后的漆酶比活力可达222.93 U/mg。     

Rhodococcus ruber CGMCC3090腈水合酶纯化、酶学性质及结晶研究

Rhodococcus ruber CGMCC309菌株为酰胺酶及腈水解酶双重缺陷菌株,研究表明该菌能产宽泛底物特异性的腈水合酶。对该菌株产生的新型腈水合酶(NHase-3090)进行纯化和结晶,并研究了其酶学性质。采用疏水、离子交换及凝胶过滤3种层析方法,使该酶纯化倍数达到17.14,得率高达26.2%。电泳分析表明,全酶分子量为105 kDa,由α(24.3 k Da)和β(28.0k Da)2个亚基组成,并构成α2β2四聚体。酶的最适p H和温度分别为7.5和30℃。该酶明显受不同金属离子影响。动力学研究表明,Km为178.8 m M;Vmax为209.1μmol/L·min·mg。研究发现3种金属离子Zn~(2+),CO~(2+)和Cd~(2+)有利于酶蛋白结晶。结晶最佳条件是:采用112-34#试剂(0.05mol/L水合硫酸镉、0.1mol/L HEPS和1.0mol/L三水醋酸钠),蛋白质浓度为15 mg/ml,结晶温度为16℃,p H为7.5,结晶时间为30 d。腈水合酶蛋白单晶经X射线衍射,分辨率达到了3.7。该腈水合酶的纯化和结晶为进一步深入研究其结构和功能奠定了基础。     

D-乳酸生产菌菊糖芽孢乳杆菌来源的D-乳酸脱氢酶同工酶

【目的】菊糖芽孢乳杆菌(Sporolactobacillus inulinus)作为典型的同型发酵产D-乳酸的优势菌株,能够高效生产高纯度的D-乳酸。该菌株发酵受到多方面环境因素影响。糖代谢的关键酶例如葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶以及乳酸脱氢酶均为由葡萄糖代谢成为乳酸的关键酶,该菌中相关代谢酶的研究是发酵调控至关重要的基础。分析S.inulinus的基因组表明有3个推测为D-乳酸脱氢酶的基因,其中已有报道研究了1个双功能蛋白[bifunctional protein(BP)]。本研究分别克隆并解析了另2个D-乳酸脱氢酶同工酶的性质。【方法】本研究以S.inulinus Y2-8基因组DNA为模板,克隆得到2个D-ldh基因(dldh、dhdh),经测序分别为D-乳酸脱氢酶[D-lactic acid dehydrogenase(DLDH)]和D-羟基酸脱氢酶[D-isomer specific 2-hydroxyacid dehydrogenase(DHDH)]的基因。构建的重组菌表达蛋白DLDH,DHDH均具有催化丙酮酸生成D-乳酸的功能。【结果】重组菌表达的蛋白经镍柱亲和层析达到电泳纯。SDS-PAGE分析表明DLDH的表观分子量为37 k Da,DHDH的表观分子量为39 k Da。此外,DLDH以丙酮酸为底物时Km值为(0.58±0.04)mmol/L,对底物有较高的亲和力,最适反应温度为35°C,最适p H为6.5;而DHDH以丙酮酸为底物时Km值为(1.70±0.08)mmol/L最适反应温度为30°C,最适p H为7.5。另有报道的BP以丙酮酸为底物时Km值为(3.40±0.02)mmol/L,最适反应温度为30°C,最适p H为5.5。【结论】根据对底物丙酮酸的亲和力,最适温度及最适p H,推测DLDH是乳酸发酵中产D-乳酸的主导催化剂。结合相关酶学性质的分析可为今后的发酵调控提供理论依据。     

菊粉酶基因的异源表达、分离纯化及酶学性质

为进一步提高菊粉酶在生物技术领域的应用,研究了来源于马克斯克鲁维酵母Kluyveromyces marxianus YX01的菊粉酶性质。通过在毕赤酵母GS115宿主细胞中异源表达该菊粉酶基因(inu),获得了一种外切型菊粉酶,经聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)验证其分子量为86.0 k Da。进一步在该菊粉酶上增加6个His标签,采用聚乙二醇(PEG)20 000透析浓缩和Ni-NTA Agarose静态亲和吸附作用的方法,完成菊粉酶的分离纯化,纯化倍数和酶回收率分别为3.6和33.1%。比较发现粗酶液与纯酶的酶学性质相似,且菊粉酶的最适反应温度为60℃,最适p H值为4.62,并测得该酶的Km和Vmax值,以菊粉为底物时,Km和Vmax值分别为80.53 g/L和4.49 g/(L·min);以蔗糖底物时,Km和Vmax值分别为183.10 g/L和20.20 g/(L·min)。金属离子Mn2+、Ca2+、Cu2+、Zn2+和Fe2+对酶活力具有不同程度的抑制作用,其中Cu2+、Zn2+和Fe2+的抑制作用最为显著。这些研究为进一步提高菊粉酶在工业化的应用奠定了基础。     

来源于土壤农杆菌PJD-1-1的碱性β-葡萄糖苷酶的生产、纯化及酶学性质研究（英文）

为从环境中筛选新的β-葡萄糖苷酶生产菌株,利用筛选平板涂布法从腐败的甘蔗叶中筛选目的菌株,从中筛选到1株能产β-葡糖糖苷酶的菌株PJD-1-1,16S r DNA鉴定该菌株为新型的土壤农杆菌。该菌株在20℃,初始p H 7.0,以乳糖为碳源,NaNO_3为氮源的条件下,其酶活性最高为3.92 U/mg。经硫酸铵沉淀、葡聚糖凝胶过滤层析和离子交换层析纯化后(纯化倍数4.85,得率8.0%),SDA-PAGE分析表明得到一条分子量大小为40 k Da条带;该酶的最适反应温度和pH分别为50℃和8.0;在低于50℃条件下保有较好的稳定性;Hg~(2+)和Ag~+对酶活性有明显的抑制作用,表明该酶的催化活性中心可能含有硫醇基,Ba~(2+)、Ca~(2+)、Pb~(2+)、Co~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)、Na~+、K~+、EDTA和尿素对酶活性没有明显的影响。该酶的温度稳定性、碱性特征以及对金属离子的耐受性等使其在食品及其他领域具有广泛的应用潜力。     

定点突变Ca~(2+)平衡位点对粘质沙雷氏菌脂肪的影响

为了研究粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)脂肪酶lip A中的Ca~(2+)对酶活力的影响,采用定点突变的方法对平衡Ca~(2+)的位点D388进行定点突变,对突变体进行诱导表达后,纯化目的蛋白并进行酶学性质分析。与野生酶相比,突变酶的最适温度由40℃降低到25℃,最适p H值由8.5降到8.0,T_(1/2)值比野生酶提高了2℃。由此可知,该Ca~(2+)对脂肪酶lip A酶学性质有着至关重要的作用。     

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.     

中温碱性脂肪酶的研究——Ⅲ.扩展青霉PF868变株碱性脂肪酶的纯化及其酶学性质

扩展青霉PF868变株发酵液经硫酸铵盐析和Sephadex-G-200及Sepharose4B柱层析纯化,获得纯化倍数为32.4的酶粉.该酶分子量为23442Dal.酶学特性表明:该酶的最适作用温度为32℃,50℃保温30min仍保留50%酶活性,最适pH为9.0,作用pH稳定范围在7.0—10.0之间.Ca~(2+)Mg~(2+)对酶有激活作用.Fe~(2+)、Cu~(2+)和Mn~(2+)对酶活力有抑制作用.     

重组大肠杆菌右旋糖酐蔗糖酶的纯化及其性质

[目的]研究工程菌E.coli BL21(DE3)/pET28-dexYG产右旋糖酐蔗糖酶的纯化和酶学性质.[方法]工程菌经过IPTG诱导后生产含His-tag融合蛋白的右旋糖酐蔗糖酶,通过硫酸铵沉淀、Ni-NTA亲和层析纯化,得到纯度较高的酶蛋白,并对纯酶进行了酶学性质及动力学研究.[结果]经过SDS-PAGE测得该酶的分子量约为170 kDa,与理论推测值基本相同.以蔗糖为底物,酶促反应的最适温度为25～30℃,最适pH值为5.4,动力学常数Km值为10.43 mmol/L;酶活在pH 5.0～8.0较为稳定,在室温(25 ℃)保藏4天仍有59%的酶活力,4℃保存7周酶活力仅下降一半,但在35℃以上失活很快;Ca2 对催化作用有较大的促进,Mg2 有微弱的促进作用,K 对催化反应无影响,Cu2 的抑制作用最强.其他试剂对重组酶的活性有不同程度的影响,其中SDS抑制作用很强.[结论]研究为重组右旋糖酐蔗糖酶纯酶的获取、得到稳定性好、活性高的酶反应体系及利用该酶进行催化反应和工业化应用提供了重要参数.     

热敏型核酸酶在毕赤酵母中的分泌表达及催化特性

核酸酶在生物工程领域有着重要的应用价值。本研究在优化北极虾核酸酶(Shrimp nuclease,SNU)基因序列的基础上,构建SNU的毕赤酵母分泌表达载体SNU-p PICZαA并转化酵母,以高拷贝整合转化子为基础,优化酶表达的条件,并对该酶的催化特性进行分析,结果显示SNU可在毕赤酵母SMD1168H中高效分泌表达,最佳诱导表达条件为:培养基BMMY p H 6.0,甲醇浓度为1%,诱导时间为72 h,诱导后粗酶液比活力为1.4×10~5 U/m L。经过DEAE Sephadex阴离子交换层析可纯化获得高纯度的目标蛋白,每升菌液可纯化15 mg目标蛋白,比活力达到6.291×10~6 U/mg,该酶表观分子量为50 k Da,PNGase F酶切证实该酶存在糖基化现象。二价金属离子Ca~(2+)、Mn~(2+)、Co~(2+)、Mg~(2+)及还原剂DTT、β-ME能显著地提高其水解活性,但Zn~(2+)、Cu~(2+)、SDS、高浓度Na Cl抑制该酶的活性,SNU为Ca~(2+)/Mg~(2+)依赖型核酸酶。70℃处理10 min可使该酶不可逆的失活。     

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。     

重组枯草芽孢杆菌发酵廉价原料生产普鲁兰酶

[目的]构建长野芽孢杆菌普鲁兰酶突变体枯草芽孢杆菌工程菌株,优化发酵条件,筛选廉价的培养基原料生产普鲁兰酶。[方法]利用分子生物学手段,将基因pul324和表达载体p WB980连接,构建表达质粒p WB-pul324并转化Bacillus subtilis WB600;对表达产物进行SDS-PAGE分析和初始酶活的测定。进一步优化发酵条件,对不同碳源和氮源进行发酵培养基的筛选,同时研究不同金属离子的添加和培养基初始p H、接种量对发酵产酶的影响。[结果]获得基因工程菌B.subtilis WB600/p WB-pul324,SDS-PAGE电泳结果显示在89 k Da处有特异性条带,发酵初始酶活为12.34 U/ml;筛选得到玉米淀粉水解液和玉米浆干粉为培养基最适碳源和氮源,其最适浓度分别为50 g/L和30 g/L。Mn~(2+)、Fe~(3+)、Fe~(2+)和Tween-80的添加能提高发酵产酶活力。在最适初始p H 6.5,以最适5%接种量接种于优化后的培养基中,摇瓶发酵80 h普鲁兰酶的酶活达到414.48 U/ml。[结论]实现了普鲁兰酶突变体在枯草芽孢杆菌中的高效表达,筛选获得的培养基主要原料经济低廉,经过发酵条件优化后,重组菌酶活达到414.48 U/ml,是之前研究结果(20.16U/ml)的20倍。     

Bacillus sublitis JH-1木聚糖酶的纯化及酶学性质

对枯草芽孢杆菌Bacillus sublitis JH-1胞外木聚糖酶的纯化及酶学性质进行了研究。通过(NH4)2SO4分级沉淀法、透析除盐、DEAE-Sepharose FF弱阴离子交换层析等方法,从枯草芽孢杆菌Bacillus sublitis JH-1发酵液中分离纯化得到了电泳纯的木聚糖酶,其相对分子质量为3.45×104,比活力为75 899.68 U/mg。酶学性质研究结果表明:该酶的最适p H为6.0,在最适p H条件下保温2 h后仍能保持75%的活力,而p H越高,活力下降越快,表明为酸性木聚糖酶;最适温度为55℃,在50~60℃保温2 h后仍具有70%左右相对较高的活性,说明该酶具有较强的耐高温性;Fe2+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Ba2+和低浓度(5 mmol/L)的Fe3+对酶的活性有促进作用,而Mn2+和高浓度(10mmol/L)的Fe3+对酶的活性有抑制作用。     

蜡样芽孢杆菌亮氨酸脱氢酶基因在大肠杆菌中的表达及重组酶性质

本研究采用PCR技术从蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus基因组DNA中克隆出亮氨酸脱氢酶基因,构建重组表达质粒p ET28α(+)-ldh,实现在大肠杆菌中的高效表达,并分析重组亮氨酸脱氢酶的酶学性质。结果表明,从Bacillus cereus成功克隆的亮氨酸脱氢酶编码基因约为1 000 bp,表达的重组亮氨酸脱氢酶相对分子质量约为40 k Da。酶学研究结果表明:该酶的最适反应温度为37℃,其热稳定性好,30℃的半衰期长达330 h;最适反应p H为9.5;在p H 7.0~8.0的缓冲液中保存24 h后仍保持原有酶活力的80%以上;金属离子Fe2+对该酶具有明显的促进作用,而EDTA强烈抑制亮氨酸脱氢酶的活性。动力学分析结果表明该酶对底物NADH催化的Km和Vmax分别为0.635 mmol/L和1.54μmol/(L·min)。亮氨酸脱氢酶基因在大肠杆菌中的成功表达为手性氨基酸的生物合成提供了可能。     

酵母3-脱氧葡糖醛酮代谢酶的分离纯化及部分性质

3-脱氧葡糖醛酮 ( 3- deoxyglucosone)是美拉德反应的主要中间产物 ,对生物体具有毒性作用 .用硫酸铵分部沉淀、DEAE- cellulose52、Hydroxyapatite、DEAE- Sepharose CL- 6B柱层析从酿酒酵母 YBr-M( S.cerevisiae YBr-M)抽提液中分离纯化了 3-脱氧葡糖醛酮代谢酶 (以 NADPH为辅酶 ) .该酶是单一的分子 ,分子量为 44k D,反应最适 p H为 7.0 ,p H6.0～ 8.0之间酶活性相对稳定 ,以 3-脱氧葡糖醛酮为底物的米氏常数 Km 为 2 .2 5mmol/ L.在 35℃以下保温 30 min酶活不变 ,50℃保温 30 min后酶活损失 50 % .该酶对二羰基化合物的活性较高 ,对单羰基化合物则较低 ,其催化作用受碘乙酸、N-乙基顺丁烯二酰亚胺的抑制 ,而被β-巯基乙醇、二硫苏糖醇激活 ,催化作用必须以 NADPH为专一辅酶 ,当用 NADH代替 NADPH时 ,活力只有 5.3% .