低温脂肪酶的研究及其基因的异源表达

低温脂肪酶以中温酶所不可比拟的低温活性优势正越来越多地被人们所关注。低温微生物产生的低温脂肪酶具有独特的结构特征和催化特性。     

南海深海新颖低温脂肪酶的克隆、表达及酶学性质鉴定

从南海深海放线菌Pseudonocardia antitumoralis SCSIO 01299中克隆一个脂肪酶基因 lipaseB5。lipaseB5 基因片段大小为972bp,编码的蛋白质具有323个氨基酸残基并与Pseudonocardia sp. HH130629-09中假定脂肪酶有98%的同源性。以pET28a(+)为载体,将重组质粒转化到E. coli BL21(DE3)中,实现lipaseB5高效表达,并利用Ni-NTA 亲和层析纯化lipaseB5。LipaseB5最适反应底物为对硝基苯酚癸酸酯(p-NPD),最适温度为30℃,最适反应pH为7.5。LipaseB5催化p-NPD水解反应的活性达到140.14U/mg,V_max和K_m分别为109.8μmol/min、0.976mmol/L,催化橄榄油的活力为32.019 7U/mg。LipaseB5在pH7.5~8.5保持良好的pH稳定性;在10~20℃低温下保持较高的酶活力,在10~40℃内具有温度稳定性。LipaseB5对大部分金属离子有很好的耐受性,低浓度的Li⁺、Mg²⁺对该酶活性有促进作用。LipaseB5对高浓度的NaCl有很好的耐受性,在100mmol/L的NaCl存在下,酶活性大约保持在103%。LipaseB5对多种短链醇类有机溶剂和表面活性剂有很好的耐受性,TritonX-100、Tween-80和Tween-20对lipaseB5酶有激活作用。     

深海沉积物微生物元基因组文库来源的新的酯酶基因的克隆、表达及酶学性质

【目的】从深海沉积物微生物元基因组文库中克隆新的酯酶基因,并进行酶学性质研究。【方法】利用含有三丁酸甘油酯的酯酶选择性筛选培养基,从深海沉积物微生物元基因组文库中筛选得到酯酶阳性Fosmid克隆。对筛选得到的fosmid FL10进行部分酶切构建亚克隆文库,筛选得到酯酶阳性亚克隆pFLS10。PCR扩增目的片段后与pET28a连接构建酯酶基因原核表达质粒,转化大肠杆菌(Escherichia coli)BL21。纯化表达产物并对其进行活性测定及酶学性质研究。【结果】序列分析显示该pFLS10亚克隆质粒含有一段924bp的ORF(Open Reading Frame),与一海洋元基因组文库中筛选出的酯酶ADA70030序列一致性为71%。该酶为一新的低温酯酶,对C4底物(对硝基苯丁酸酯)水解能力最强。该酶最适作用温度为20℃,最适作用pH为7.5,20℃时较为稳定,pH8-10的范围内有良好的pH稳定性,K+、Mg2+对该酶具有一定的激活作用,Mn2+等对其具有不同程度的抑制作用。【结论】应用元基因组技术筛选到了新的酯酶基因fls10并进行了克隆表达,该酶在低温及碱性条件下较为稳定且活力较高,对于工业化生产具有一定的应用潜力。关键词:深海沉积物;元基因组文库;低温酯酶;酶学特征     

泰山土壤宏基因组DNA中耐热b-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b-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b-半乳糖苷酶。PWTSA的最适反应温度在85°C ~95°C之间, 最适pH值为6.5, 对90°C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。     

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.     

深海宏基因组文库克隆子发酵产物的生物活性筛选

目的:对前期构建的深海宏基因组文库克隆子发酵产物进行生物活性筛选.方法:利用CCK8法及琼脂扩散法和双层琼脂法进行了细胞毒活性及抗菌活性筛选,利用荧光定量PCR法进行了抗乙肝病毒活性筛选.结果:筛选发现3个具有细胞毒活性的混合克隆子.HPLC指纹图谱分析表明这3个混合克隆子具有与大肠杆菌宿主对照不同的指纹图谱,其活性与...     

南极耐冷 Pseudomonas sp. 7323低温脂肪酶的性质及基因克隆

 南极微生物是筛选低温酶的良好来源,但尚未得到充分的研究与开发.低温脂肪酶具有广阔的应用前景,其基因结构特征也具有重要的研究意义. 本文对南极微生物开展了低温脂肪酶产生菌的筛选、基因克隆及特征分析.采用功能筛选的方法,从南极普里兹湾深海沉积物中获得一株产低温脂肪酶的菌株7323,其最适温度和最高生长温度分别为20℃和30℃,属于耐冷菌.16S rDNA序列分析表明,该菌属于假单胞菌属（Pseudomonas）.通过设计引物扩增出的脂肪酶基因全长为1854　bp,该基因编码一个由617氨基酸、分子量预计为64466的蛋白质.氨基酸序列分析表明,该酶与Pseudomonas sp. UB48 的脂肪酶有89%的相似性,在催化区和C末端信号肽中存在高度保守的序列.纯化后的酶学性质研究表明,该脂肪酶的最适温度为35℃,最适pH值为9.0,为碱性低温酶.     

深海放线菌生淀粉酶基因的克隆表达及酶学特性研究

从深海放线菌Streptomyces sp.SCSIO03032基因组中扩增到1条含淀粉结合域的水解糖苷13家族基因amy032,该基因编码氨基酸与已知蛋白一致性最高为67%。将amy032插入表达载体pET32a启动子下游,构建重组载体pET-amy。重组质粒导入大肠杆菌Rosseta(DE3)菌株中,SDS-PAGE分析结果显示目的基因成功实现异源表达。Ni-NTA对重组酶进行纯化,并对其酶学性质进行表征。结果表明:重组淀粉酶AMY032的最适作用温度为50℃,最适pH为8.0,以可溶性淀粉为底物时的比酶活为(276±57)U/mg,Km为0.02g/L,Vmax为70mg/(L·min)。Ca2+能提高该酶的催化活性,Ni2+、Cu2+、Zn2+和Mn2+对该酶有抑制作用。AMY032对生玉米淀粉和生大米淀粉具有水解活性,其比酶活分别为(49±12)U/mg和(39±11)U/mg;扫描电镜结果显示AMY032使生玉米淀粉的表面产生明显凹陷。     

短小芽孢杆菌HZbp脂肪酶基因的克隆表达

以短小芽孢杆菌HZbp总DNA为模板以PCR的方式获得512 bp的脂肪酶基因,并在该基因的两端引入了EcoR1和Sal1的酶切位点,将该基因与大肠杆菌表达质粒pSE380连接,获得重组质粒pSE380-BPL。重组质粒转入大肠杆菌表达细胞株BL21,获得工程菌株BL21-BPL。序列分析显示所克隆的基因具有脂肪酶的保守G-X-S-X-G序列,SDS-PAGE电泳显示该脂脂肪酶的分子质量约为20 kDa。在LB培养基中,IPTG诱导浓度为1.0 mmol/L,33℃诱导培养10 h后,发酵液酶活达到8 U/mL。     

Molecular Cloning and Expression of a Cold-Adapted Lipase Gene from an Antarctic Deep Sea Psychrotrophic Bacterium <Emphasis Type="Italic">Pseudomonas</Emphasis> sp. 7323

A psychrotrophic bacterium producing a cold-adapted lipase was isolated from the deep-sea sediment of Prydz Bay, Antarctic and identified as a Pseudomonas strain. Determination of the nucleotide sequence of the gene encoding a lipase from Pseudomonas sp. 7323 (lipA) revealed that LipA is composed of 617 amino acid residues with a calculated molecular weight of 64,466 Da. LipA has a GXSXG motif, which is conserved in lipases/esterases and generally contains the active-site serine. The lipase purified from the Escherichia coli transformant (rLipA) by metal-chelating chromatography exhibited the same electrophoretic mobility as did the wild-type lipase (wLipA) purified from strain 7323, and both enzymes were quite similar in physicochemical properties. The optimal temperature and pH value for the lipases activity were 30 degrees C and 9.0, respectively. They were unstable at temperatures above 25 degrees C and only retained half of their highest activity after incubation at 60 degrees C for 5 min. These results indicated that the enzymes were typical alkaline cold-adapted enzymes. Both enzymes were particularly activated by Ca(2+). Additionally, the enzymes hydrolyzed p-nitrophenyl caprate and tributyrin at the highest velocity among the other p-nitrophenyl esters and triglycerides.     

Bst DNA聚合酶大片段的克隆,表达,性质及其应用

用耐高温的ＤＮＡ聚合酶进行酶法ＤＮＡ序列测定在分子生物学中具有十分重要的实际应用价值,从耐高温的嗜热脂肪芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）特异菌株中克隆分离了编码去除了５′－３′外切酶活性的ＢｓｔＤＮＡ聚合酶大片段的结构基因。经重组于表达质粒载体ｐＹＺ２３,在大肠杆菌ＪＦ１１２５（ＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉＪＦ１１２５）中得到了稳定的高效表达,经分离纯化,此基因工     

海水鱼真鲷脂蛋白脂肪酶基因cDNA序列与组织表达

为研究脊椎动物真鲷脂蛋白脂肪酶 (LPL)结构与功能关系以及探讨动脉粥样硬化形成机理 ,通过构建cDNA文库 ,克隆对动脉粥样硬化表现抗性的海水鱼真鲷LPL基因cDNA全序列 .再通过PCR方法扩增基因组DNA ,获取内含子 9及其两侧序列以确定外显子 10的大小 ,最后通过RT PCR ,以 β肌动蛋白为外参照 ,比较真鲷在食用两种脂肪含量不同饲料和摄食状态不同的处理条件下 ,肝脏和腹腔肠系膜脂肪组织LPLmRNA的相对水平 .从腹腔肠系膜脂肪组织cDNA文库中克隆出LPLcDNA序列 ,其完整的开放阅读框架由 15 36bp组成 ,编码 5 11个氨基酸残基 .与哺乳类不同 ,真鲷LPL基因外显子 10的开始部分是翻译的 .LPL的催化位点、二硫键位点、N 糖基化位点、肝素结合区、脂质结合位点、介导脂蛋白与低密度脂蛋白受体结合位点、二聚体形成位点等主要功能域在真骨鱼类真鲷与其它脊椎动物间基本保守 ,但肝素结合区的碱性氨基酸残基含量较人类减少 ,并在结合脂质底物的疏水环套中出现插入片段 .与哺乳类不同 ,真鲷LPL基因在成体肝脏存在诱导性表达 ,而在其腹腔肠系膜脂肪组织则存在与哺乳类相似的组成性表达 .当真鲷喂食高脂饲料时 ,其饱食状态下肝脏LPLmRNA水平升高 ,但对其腹腔肠系膜脂肪组织LPL表达没有影响 .当真鲷喂食标准商业饲料时 ,     

普通小麦中一个类受体激酶基因的克隆、鉴定和表达分析

为研究抗白粉病小麦（Triticum aestivum L．）品系在小麦白粉病菌（Blumeria graminis f. sp．tritici）侵染后有无LRK10同源基因表达,依据小麦蛋白激酶LRK10和其它植物蛋白激酶第6亚结构域设计了一个5’-RACE兼并性引物。以接种小麦白粉病菌后的小麦抗白粉病品系“99—2439”幼苗叶片cDNA为模板进行5’-RACE扩增,获得了一个1551bp长的蛋白激酶基因cDNA片段（S1125,GenBank登录号：AY584533）。此后,通过RACE技术成功地获得了该基因的全长cDNA克隆。该克隆编码637个氨基酸组成的多肽。同源性查寻表明,该基因属于先前命名为wfrk（wheat leaf rust kinase）的小麦类受体蛋白激酶基因家族。与LRK10相似,这个新的小麦类受体蛋白激酶有5个明显的功能域：位于氨基端的疏水信号序列、推测的胞外结构域、跨膜域、高荷电序列和位于羧基端的丝氨酸／苏氨酸激酶域,因此被命名为TaLRK（Triticum aestivum LRK）。以小麦肌动蛋白基因为对照,通过半定量反转录PCR（semi—QRT—PCR）技术对叶片中TaLRK基因在小麦白粉病菌接种后的转录水平表达谱进行了研究。结果表明,小麦白粉病菌的侵染使TaLRK基因的转录显著增强。组织特异性表达分析证明,这一基因仅在小麦的绿色部分表达。研究结果提示TaLRK可能参与了小麦的抗白粉病反应。     

巨大芽孢杆菌b-淀粉酶基因的克隆、表达和酶学性质分析

从巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的全基因组DNA文库中筛选出一个b-淀粉酶基因amyG, 分析测定了其核苷酸序列并进行了诱导表达; 其中amyG编码的蛋白有545个氨基酸、分子量为60.194 kD, 与已报道的巨大芽孢杆菌DSM319的b-淀粉酶序列有着94.5%的同源性。经氨基酸序列比较分析发现, AmyG从N末端到C末端依次由信号肽域、糖基水解酶催化功能域和淀粉结合域3个功能域组成。其中催化功能域里含有第14家族糖基水解酶常见的几个高度保守的酶催化活性区。经多步纯化, 重组酶的比活共提高了7.4倍, 获得凝胶电泳均一的蛋白样品; 经SDS-PAGE电泳测定, 酶AmyG的分子量为57 kD。该酶的最适反应温度为60oC, 最适反应pH为7.0; 在温度不超过60oC时, 酶活较稳定; AmyG能迅速降解淀粉生成麦芽糖, 属于外切b-糖苷酶。     

鼠疫菌V抗原基因在大肠杆菌中的克隆及表达

从鼠疫杆菌野毒株总DNA中利用PCR方法扩增出V抗原编码基因,将此基因克隆到大肠杆菌的表达质粒pET42b(+)中,经IPTG诱导后,在大肠杆菌BL21(DE3)细胞中成功地表达出鼠疫菌V抗原蛋白。目的蛋白表达量占菌体总蛋白的32.8%。