黄单胞菌(Xanthomonas campestris)XA5-5β-葡萄糖苷酶基因的克隆与表达

以黄单胞菌(Xanthomonas campestris)XA5-5为供体菌,广泛寄主质粒pRK404为载体,在大肠杆菌中克隆了一个β-葡萄糖苷酶基因,重组质粒pLZS1外源片段为1.1kb,将pLZS1接合导入黄单胞菌XA5-5,得到了克隆子XA5-5(pLZS1).以水杨苷为底物,XA5-5(pLZS1)的酶活性大大高于E.Coli JM83(pLZS1).并且质粒在XA5-5中能相对稳定地存在.初步结果表明,所克隆的基因编码的产物对于水杨苷底物有较强的亲和力,并可以在一定程度上降低XA5-5中酶与pNPG底物的亲和力,使其酶活减小.     

黄单胞菌(Xanthomonas campestris)XA5-5β-葡萄糖苷酶基因的克隆与表达

以黄单胞菌(Xanthomonas campestris)XA5-5为供体菌,广泛寄主质粒pRK404为载体,在大肠杆菌中克隆了一个β-葡萄糖苷酶基因,重组质粒pLZS1外源片段为1.1kb,将pLZS1接合导入黄单胞菌XA5-5,得到了克隆子XA5-5(pLZS1).以水杨苷为底物,XA5-5(pLZS1)的酶活性大大高于E.Coli JM83(pLZS1).并且质粒在XA5-5中能相对稳定地存在.初步结果表明,所克隆的基因编码的产物对于水杨苷底物有较强的亲和力,并可以在一定程度上降低XA5-5中酶与pNPG底物的亲和力,使其酶活减小.     

黄单胞菌β-葡萄糖普酶基因在大肠杆菌

采用乌枪法,以质粒Puc9为载体,大肠杆菌JM83为宿主菌,克隆了纤维素降解细菌野油菜黄单胞菌的β-葡萄搪普酶基因。对克隆株的酶学性质分析表明,其β-葡萄搪昔酶的PNPG活力只有原出发菌株的72%,酶切电泳结果显示,在载体puc9,上擂入的外源片段大小为4.4kb。     

白蚁肠道元基因组来源高温β-葡萄糖苷酶Bgl17的酶学性质

【目的】对短角球白蚁(Globitermes brachycerastes)肠道元基因组文库中筛选得到的一个新型β-葡萄糖苷酶编码基因bgl17进行酶学性质研究。【方法】通过克隆与异源表达得到纯的Bgl17酶蛋白,根据Bgl17对底物的水解活性测定其稳定性及动力学参数,利用薄层层析确定其水解产物。【结果】该酶属于糖基水解酶第一家族(GHF1),对其特异性底物4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷(pNPGlc)的最适反应温度为70 °C,最适pH为5.0。在最适反应条件下,该酶以pNPGlc为底物比活力为115.69 U/mg,以水杨苷为底物比活力为297.39 U/mg。以pNPGlc为底物时,其动力学参数Km值和Vmax分别为0.81 mmol/L和227.27 μmol/(mL·min)。在稳定性方面,该酶在50 °C处理1 h仍可保持50%的活性,在pH 5.0和6.0条件下,该酶的半衰期为1 h。【结论】该酶在较高的温度下具有较高的活性,且对水杨苷水解活性高,这点不同于已知的β-葡萄糖苷酶,推测其更有利于木质纤维素复杂结构的降解;该酶的最适温度远高于白蚁生存环境温度,可为研究白蚁降解纤维素的机理提供参考。     

枯草芽孢杆菌β-1，3-1，4-葡聚糖酶基因(bglS) 在酵母菌中的克隆与表达

将大肠杆菌质粒pFG1中含枯草芽胞杆菌卢β-1,3—1,4-葡聚糖酶基因(bglS)的2.7kb EcoRI片段克隆到大肠杆菌,酵母菌穿梭质粒上组建成杂种质粒YCSH,转化S.cerevisiae并得到表达。两种不同方向的插入子(YCSH 1和YCSH 5)在酵母菌中表达出的β-1,3-1,4葡聚糖酶活性相差2．3倍。根据酶作用底物专一性测定和酶反应的最适pH分析表明：YCSH中bglS基因产物与出发菌株B．Subtilis 1．88的基本酶学特性完全相同,但YCSH中bglS基因在酶母中的表达水平远比大肠杆菌中低     

差异柠檬酸杆菌GXW-1 β-葡萄糖苷酶的酶学性质及分子改造

【目的】筛选鉴定1株产β-葡萄糖苷酶的菌株,克隆、表达该菌株中的β-葡萄糖苷酶基因,研究重组酶的酶学性质并进行分子改造。【方法】在自然界中采集土样,筛选到1株具有β-葡萄糖苷酶活性的菌株,对野生菌进行16S rDNA鉴定,比对分析Gen Bank数据库中与野生菌同属的β-葡萄糖苷酶基因序列,设计简并引物PCR扩增基因保守区;设计引物扩增目的基因,以pQE30为表达载体构建重组质粒,转化至大肠杆菌中进行诱导表达;采用镍亲和层析对重组酶进行纯化,研究其酶学性质;采用易错PCR和定点随机突变相结合的方法对野生型β-葡萄糖苷酶进行分子改造。【结果】一个来自于差异柠檬酸杆菌GXW-1的β-葡萄糖苷酶基因被克隆并在大肠杆菌中表达。酶学性质研究结果表明该β-葡萄糖苷酶CBGL的最适温度为45°C,最适p H为6.0,V_(max)值是(0.1704±0.0073)μmol/(mg·min),K_(cat)值为(0.2380±0.0102)/s。CBGL能水解α-pNPG、甜菊苷、黄豆苷和染料木苷。对野生酶进行分子改造,获得V_(max)是野生酶2.54倍的突变体W147F。【结论】CBGL不仅具有β-1,4-糖苷键水解能力,还可能具有一定的α-糖苷键水解酶活性。此外,CBGL还能够水解天然底物甜菊苷、黄豆苷和染料木苷。这些特性表明该β-葡萄糖苷酶在理论研究及在工业中有一定的应用价值。     

海栖热袍菌耐高温β-半乳糖苷酶基因的克隆和表达

本文主要研究了在大肠杆菌中克隆和表达海栖热袍菌(Thermotoga maritima)MSB8的一个β-半乳糖苷酶基因 (TM_0310).以海栖热袍菌基因组 DNA(GenBank登录号 AE000512)为模板,设计特异性引物带有 NcoI-HindⅢ酶切位点,克隆得到的该基因全序列为2019 bp,编码672个氨基酸,分子量为78.972 kD.该基因编码的蛋白质属于42族,根据氨基酸同源性分析,该β-半乳糖苷酶与 Thermotoga petrophila RKU-1 来源的假想的β-半乳糖苷酶(GenBank 登录号 ABQ46628.1)以及Thermotoga sp.RQ2来源的β-半乳糖苷酶(GenBank 登录号 EDQ29256.1)同源性最高,均为95%.重组转化子经诱导酶比活可达2.08 U/mg 蛋白.粗酶液经过80℃热处理10 min,酶活残留70%以上,表明该酶有很好的耐热性,在高温工业环境中有良好应用前景.     

β-半乳糖苷酶的筛选、克隆表达、酶学性质及其酶法合成低聚半乳糖

采用人工底物邻硝基苯酚-β-D-半乳糖苷(o NPG)为筛选标记,从耐有机溶剂微生物菌库中,筛选出具有较高水解活性的β-半乳糖苷酶产生菌,再以乳糖为底物考察菌株低聚半乳糖的合成性能,筛选得到1株产β-半乳糖苷酶的Erwinia billingiae WX1。根据Gen Bank中相同属种的基因组序列推测β-半乳糖苷酶基因,克隆得到β-半乳糖苷酶基因gal,并在大肠杆菌中实现了来源于Erwinia billingiae菌β-半乳糖苷酶的克隆表达。该基因的开放阅读框(ORF)为1 428 bp,编码475个氨基酸,理论相对分子质量为5.2×104。镍柱法分离纯化得到电泳纯的β-半乳糖苷酶GAL,其酶学性质研究表明最适催化温度55℃,最适p H 7.0;Mg~(2+)、Mn~(2+)对该酶起较强促进作用,EDTA对该酶抑制作用较强。利用β-半乳糖苷酶GAL的转糖基作用,以乳糖为底物合成低聚半乳糖,初步优化的反应条件:底物乳糖质量浓度400 g/L,每克乳糖添加酶量1.0 U,在40℃反应16 h后,低聚半乳糖合成率达到34%(质量分数),显示了较好的开发前景。     

极耐热性β-葡萄糖醛酸酶的高效表达和酶学性质及其应用

从海栖热袍菌克隆出编码热稳定性β-葡萄糖醛酸酶基因,以热激载体pHsh为表达质粒,在大肠杆菌中得到高效表达。基因表达产物通过一步热处理后,酶纯度达电泳均一。纯化重组酶酶学性质研究表明,β-葡萄糖醛酸酶的最适反应温度为80℃,最适反应pH为5．0,pH5．8～8．2之间酶的稳定性较好,80℃的半衰期为2h,SDS—PAGE结果显示分子量为65.9kD,与理论推算值相吻合。以对硝基苯-β-葡萄糖醛酸苷（pN/PG）为底物时,其动力学参数Km值0.18mmol／L,Vmax值为312u／mg。初步的应用分析表明,该重组酶能催化甘草酸转化为甘草次酸。     

长梗木霉β-葡萄糖苷酶基因的克隆及表达

【目的】以实验室筛选获得的一株长梗木霉GM2(Trichoderma longibrachiatum)为材料,克隆出其β-葡萄糖苷酶(β-Glucosidase)基因bgl并在大肠杆菌和酵母中进行表达。【方法】利用同源克隆扩增出其β-葡萄糖苷酶基因bgl全长序列,分别亚克隆到质粒pET-32a(+)和pPICZα-B中,构建其原核表达载体pET32a(+)-bglI和真核表达载体pPICZα-B-bgl。【结果】bgl基因序列全长2 369 bp,含两个内含子,编码744个氨基酸。在大肠杆菌BL21(DE3)中表达bgl,重组蛋白以包涵体形式存在,上清液中没有β-葡萄糖苷酶的酶活。将载体pPICZα-B-bgl电转化入毕赤酵母GS115,得到78 kD左右重组蛋白,与预测大小相符。按9%接种量接入50 mL YP培养基(初始pH 5.5),30°C振荡培养96 h,添加终浓度1%的甲醇诱导后β-葡萄糖苷酶酶活达60 U/mL。重组酶bgl催化水杨苷水解反应的最适pH为5.0,最适温度为70°C;另外,此bgl在pH 3.0 10.0和40°C 60°C范围内具有比较好的稳定性。【结论】长梗木霉GM2的β-葡萄糖苷酶在P.pastoris中获得可溶性表达,并证明有一定的活性。     

野油菜黄单胞菌S-152遗传转移系统的建立及外源性内切葡聚糖酶基因在其体内的表达

(通过细胞接合的方式将广宿主质粒pRK404、pKT230和RP4分别转入野油菜黄单胞菌S-152中,其转移频率均在10-4数量级上,从而建立起了S-152的转移系统。用同法将由载体质粒pRK404和白纹黄单胞菌XA1-1的CMC酶基因构成的重组质粒pND82转入到S-152中并得到了表达,使S-152(pND82)的胞内CMC酶酶活比出发菌株S-152提高了1倍。The wide-host-range plasmid vectors pRK404 and pKT230 were transferred into a recipient strain S-152 respectively by conjugation with the aid of the helper plasmid pRK2013 at frequencies of 10-4, and a genetic transfer system for S-152 was developed. A recombinant plasmid pND82, constructed by combining the plasmid vector pRK404 with a chromosomal DNA fragment coding for CMCase from XA1-1, was introduced into S-152 by this transfer system.As a result, the intracellular CMCase activity of S-152 (pND82) increases 1 time in comparison with S-152.     

泰山土壤宏基因组DNA中耐热β-半乳糖苷酶基因的克隆、表达及性质

从泰山土壤宏基因组文库中发现可能的β-半乳糖苷酶基因pwtsA,将其克隆到表达载体pET30a,转化E. coli BL21(DE3).工程菌在IPTG诱导下高效表达可溶性的重组蛋白PWTSA,分子量为57 kD,与预期大小一致.PWTSA能够水解ONPG产生o-硝基酚,酶活力为13.6 U/mg,确证了重组蛋白为β-半乳糖苷酶.PWTSA的最适反应温度在85℃-95℃之间,最适pH值为6.5,对90℃左右的高温有很好的耐受力.在标准反应条件下,酶作用于底物ONPG的米氏常数Km为0.83 mmol/L.     

海洋破囊壶菌△4-脂肪酸脱饱和酶基因在酿酒母中的表达

以质粒pGEM-TFAD4为模板,扩增获得1.6 kb的△4-脂肪酸脱饱和酶基因(FAD4).将FAD4酶切后连接到Hond Ⅲ/XbaⅠ处理过的pYES2.0载体,构建重组表达质粒pYFAD4.转化酿酒酵母缺陷型菌INVScl,通过SC-U选择性培养基筛选阳性克隆子.添加外源脂肪酸C22:5底物,半乳糖诱导表达.气相色谱分析表明阳性克隆子总脂肪酸中出现了二十二碳六烯酸C22:6(占酵母总脂肪含量的41.13%),△4-脂肪酸脱饱和酶基因在酿酒酵母中得到了表达.     

滇金丝猴粪便微生物来源的β-半乳糖苷酶基因的表达及酶学性质

【目的】对滇金丝猴粪便微生物来源的β-半乳糖苷酶进行异源表达和纯化,并研究其酶学性质。【方法】从滇金丝猴粪便微生物的宏基因组中克隆出一个β-半乳糖苷酶基因galRBM20_1,对该基因进行异源表达和酶学性质分析。构建含有T7强启动子的pEASY-E2-galRBM20_1质粒,转化至大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达后进行酶学性质研究。【结果】滇金丝猴粪便来源的β-半乳糖苷酶(galRBM20_1)最适pH为5.0,在pH 4–7之间能保留70%及其以上的活性。最适温度为45°C,在37°C和45°C下耐受1 h,酶活不变。特别的是,该酶具有良好的Na Cl稳定性,经1–5 mol/L的Na Cl作用1 h后,相对酶活均能超过初始酶活:当NaCl的作用浓度为4 mol/L时,β-半乳糖苷酶相对酶活最高(146%);当NaCl的作用浓度为5mol/L时,β-半乳糖苷酶的相对酶活仍达到135%。【结论】本研究从滇金丝猴粪便微生物的宏基因库中克隆得到β-半乳糖苷酶基因galRBM20_1,并成功在大肠杆菌BL21(DE3)表达,首次从动物胃肠道宏基因组中获得具有耐盐和转糖基产Galactooligosaccharides(GOS)性能的β-半乳糖苷酶。该酶具有良好的耐盐性,和较广的pH作用范围,使其在食品、生物技术领域和环保方面的发展具有良好的应用价值。     

基因体外诱变的一种新方法--脱氧核苷三磷酸替代法

在PCR的过程中,采用5-溴脱氧尿苷三磷酸(BrdUTP)部分取代脱氧胸苷三磷酸(dTTP)的方法,对克隆的野油菜黄单胞菌的α-淀粉酶基因进行了体外诱变.结果表明,BrdUTP浓度越高,诱变越强;浓度越低,诱变越弱.当BrdUTP浓度为dTTP的0.1%时,可以得到最多的正诱变结果.用LBSP鉴别培养基初筛,然后用Yoo改良法测定酶活,仅一轮诱变就获得了其表达产物α-淀粉酶的酶活分别降低了5倍和提高了20倍的两个突变基因.再以后者为PCR模板进行第二轮诱变,从而筛选到了α-淀粉酶的酶活提高40倍的突变体.此诱变方法克服了用碱基类似物在体内诱变由于核酸复制酶等的校正作用而造成诱变无效的难题,并为基因的体外诱变找到了一条新途径.     

美洲鲽抗冻蛋白基因的克隆及在E.coli中的表达

本文报告了美洲鲽抗冻蛋白基因的克隆及在E.coli中表达的研究,以质粒P~(CT5)作为抗冻蛋白基因的供体,p~(ORF-2)作为表达载体。用HpaⅡ酶从质粒p~(CT5)上切下抗冻蛋白基因片段,再经Bal 31酶,绿豆核酸酶处理,连接上BglⅡ接头,然后插入到p~(ORF-2)的BglⅡ位点上,借助于p~(ORF-2)上的β-半乳糖苷酶基因的活性,使含正确插入抗冻蛋白基因的克隆呈现出蓝色菌落,共获得4000多个转化子,其中有201个蓝色克隆。对于50个蓝色克隆提取质粒DNA,电泳后发现均大于p~(ORF-2)。用BglⅡ消化后,可以发现有300—1500bpDNA片段,同时确定了抗冻蛋白基因在p~(ORF-2)中的插入方向,对于正确插入的克隆作出部分限制性内切酶图谱,测定出插入的抗冻蛋白基因片段的DNA序列,然后将重组质粒从E.coli MH1000菌株转化到E.coliTK1046中,研究分析表达产物,SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳结果证明插入的抗冻蛋白的基因已表达,有明显的融合蛋白带,分子量大于β-半乳糖苷酶、是由大肠杆菌的外膜蛋白F,抗冻蛋白和β-半乳糖苷酶组成。融合蛋白含量占总蛋白的20％左右。     

家蝇β-葡萄糖苷酶基因的克隆及重组表达

克隆家蝇内源性β-葡萄糖苷酶(beta-glucosidase,BG)基因并建立原核表达体系,检测其表达产物的活性,了解家蝇内源性BG酶特点,为进一步解释家蝇极强环境适应能力和发现新的种群控制措施提供分子生物学基础。以草地贪夜蛾等结构信息相对完整且研究较为透彻的6种代表性昆虫的BG酶基因序列为参照对象,利用同源克隆结合RACE-PCR的方法,从家蝇cDNA中克隆得到BG酶基因的全长cDNA序列并对其进行生物信息学分析。分别采用原核表达载体pET-28a(+)构建原核表达体系并在大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中诱导表达BG酶基因的融合蛋白。采用七叶苷平板显色法和DNS法检测表达体系融合蛋白的酶活性,并对其性质进行初步的分析。家蝇体内克隆得到了长度为1933 bp的家蝇BG酶基因全长cDNA序列,推导其为562个氨基酸残基组成的蛋白多肽。重组原核质粒经诱导表达后,在65 kDa附近均出现特异性蛋白条带,证实重组质粒成功表达。重组表达的家蝇BG酶兼具内切β-1,4-葡聚糖酶、外切β-1,4-葡聚糖酶和BG的酶活性。家蝇BG酶是一种新的多功能纤维素酶,是昆虫纤维素酶研究的重要补充。     

副干酪乳杆菌β-葡糖苷酶的表达、纯化及酶学性质研究

为了实现糖苷类物质的高效转化,将来源于副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei) TK1501β-葡糖苷酶基因连接于表达载体pET28a(+)上,在E. coli BL21中表达,重组酶经镍离子亲和层析分离得到纯酶,其分子质量和比酶活分别为86. 63kDa和675. 56U/mg。最适作用温度和pH分别为30℃和6. 5。Mg~(2+)和Ca~(2+)对β-葡糖苷酶酶活抑制作用最小,Cu~(2+)几乎使其丧失催化活性。其底物特异性较宽泛,对大豆异黄酮、栀子苷、水杨苷、七叶苷、虎杖苷、熊果苷均有降解作用。以β-pNPG为底物时,该酶的K_m和V_(max)分别为1. 44mmol/L和58. 32mmol/(L·s),催化系数k_(cat)为3 982/s。结果与分析表明,来源于副干酪乳杆菌TK1501β-葡糖苷酶对水解大豆异黄酮和合成糖苷将会发挥重要作用。     

三角褐指藻△5-脂肪酸脱氢酶基因的克隆及在酿酒酵母中的表达

△5-脂肪酸脱氢酶是合成花生四烯酸的关键酶.根据已报道的△5-脂肪酸脱氢酶基因设计引物,分别从三角褐指藻基因组DNA和总cDNA中扩增得到1520 bp和1410 bp的特异片段,序列分析结果显示,结构基因中含有一个大小为110 bp的内含子,这是国内外首次报道.将△5-脂肪酸脱氢酶基因亚克隆到大肠杆菌和酿酒酵母的穿梭表达载体pYES2.0中,在大肠杆菌中筛选到含有目的片段的重组质粒pYPTD5,用电击转化的方法将重组质粒pYPTD5转化到营养缺陷型酿酒酵母菌株INVSc1中,在缺省培养基中筛选得到酿酒酵母转化菌株YPTD5,在合适的培养条件下,添加外源底物双高γ-亚麻酸和诱导物半乳糖,培养并收集菌体.通过脂肪酸甲酯气相色谱分析,表明三角褐指藻△5-脂肪酸脱氢酶基因在酿酒酵母中获得了高效的表达,将双高γ-亚麻酸转化为花生四烯酸,其底物转化率达到了45.9%.     

脂肪储存小滴蛋白5 重组腺病毒的制备

目的:利用AdEasy腺病毒表达系统构建含有小鼠脂肪储存小滴蛋白5(LSDP5)基因的重组腺病毒。方法:从小鼠肝脏cDNA克隆出LSDP5基因全长,克隆至pMD18-T载体中,酶切测序。回收酶切产物,连接到腺病毒穿梭载体pShuttle-CMV,构建pShuttle-CMV-LSDP5重组质粒,经PmeI酶切线性化后转化至含有腺病毒骨架质粒pAdEasy-1的BJ5183中。筛选阳性克隆,提取重组质粒,PacI酶切线性化并转染AD293细胞进行包装,提取病毒DNA,鉴定重组病毒并检测病毒滴度。结果:LSDP5基因克隆经测序证实与Genebank公布一致,双酶切重组pMD18-T载体得到1400 bp左右的片段。重组穿梭载体经Kpn I和Sal I双酶切后得到预期片段。PacI酶切得到30 Kb大片段和4.5 Kb小片段。转染AD293细胞后收集病毒,经PCR鉴定,获得理想的目的片段。取病毒上清反复感染AD293细胞以扩增病毒,最后所得病毒滴度为2.5×109pfu/ml。结论:成功构建了携带脂肪储存小滴蛋白5基因的重组腺病毒载体,为进一步研究LSDP5基因功能奠定基础。