藤黄微球菌海藻糖生物合成基因的克隆与鉴定

首次从一株能利用淀粉产生海藻糖的藤黄微球菌中克隆了海藻糖生物合成基因。采用PCR方法结合非随机鸟枪法得到藤黄微球菌中低聚麦芽糖苷基海藻糖合成酶(MTSase)基因(MtreY)的全序列及低聚麦芽糖苷基海藻糖水解酶(MTHase)基因(MtreZ)的部分序列,其中MtreY共有2,370个碱基,编码789个氨基酸,表达产物分子量为86·7kD。同源性分析表明,与已报道的MTSase和α-淀粉酶家族成员具有相同的保守模体。将MtreY基因在大肠杆菌JM83中表达,证明表达产物具有预期的酶活性。     

嗜酸热硫化叶菌麦芽寡粉基海藻糖合酶基因的克隆和表达

The gene of MTSase (maltooligosyltrehalose synthase) from Sulfolobus acidocaldarius ATCC49426 was amplified by PCR. The primers were designed according to the published sequence of homologous gene from Sulfolobus acidocaldarius ATCC33909. This gene was inserted into the plasmid pBV220 and the resultant recombinant plasmid pBV220-GT was transformed to E. coli DH5 alpha. The activity of recombinant enzyme was about 10 u/g(wet cell). In order to improve the expression level of target protein, some nucleotides in the 3' and 5' of the gene were modified to optimize the second structure of mRNA by PCR amplification using the new primers devised according to the biosoftware GOLDKEY2.0. As a result, the activity of recombinant enzyme increase to 19.8 u/g(wet cell). Then, the helping plasmid pUBS520 which carried the gene encoding the tRNA of rare codons AGG and AGA was transformed to the recombinant strain. But it took little effect.     

定向进化提高来源于Arthrobacter ramosus的MTHase的热稳定性

麦芽寡糖基海藻糖水解酶(mahosyhrehalose hydrolase,MTHase)是以淀粉或麦芽糊精为底物制备海藻糖的关键酶之一.来源于Arthrobacter ramosus的MTHase,表达量好,比活高,但热稳定性差,限制了其工业化应用.采用定向进化技术,筛选得到L137M和A216T两个突变体,在60℃...     

海藻糖生产过程中产酶发酵条件的研究

研究了产酶的培养基组分和比例以及最佳培养条件对微球菌生产麦芽寡糖基海藻糖合成酶(MTSase)和麦芽寡糖基海藻糖海藻糖水解酶(MTHase)的影响,得到最优培养基组成为：葡萄糖2．0％,酵母膏2．0％,蛋白胨1．0％,磷酸氢二钾0．1％,硫酸镁0．05％;优化后的培养条件为：以15％的接种量接种至250mL的锥形瓶中,装液量为50mL,初始pH值7．5～8．5,培养温度为30℃,摇床培养4d。经优化后菌体干重由原来的1．938g／L增加到18．5g／L,生物量几乎增长了10倍;而酶活也由原来的30．64U／g增加到206．11U／g,酶活提高了接近7倍。     

嗜酸热硫化叶菌麦芽寡糖基海藻糖合酶基因的克隆和表达

麦芽寡糖基海藻糖合酶( Maltodigosyltrehalose synthase;MTSase)是近年来在一些微生物中发现的新型分子内糖苷转移酶,能将淀粉或淀粉部分水解物(大于3个葡糖基)的糖链还原末端的α-1,4糖苷键转化为α-1,1糖苷键,生成具海藻糖末端结构的产物[1],如下所示: Gn为聚合度n(n＞3)的麦芽寡糖,Gn-2-T为麦芽寡糖基海藻糖,-T为海藻糖基.     

海藻糖微生物酶法合成机制的研究

来源于嗜酸热古菌芝田硫化叶菌(Sulfolobus shibatae)B12的麦芽寡糖基海藻糖合酶(MTSase)和麦芽寡糖基海藻糖海藻糖水解酶(MTHase)基因在大肠杆菌中获得表达。将获得纯化的两个酶,分别以麦芽寡糖和淀粉为转化底物,在pH5.5,60℃条件下合成海藻糖。从反应产物分析结果可知,两个酶合成海藻糖时能利用的最小底物是麦芽四糖,海藻糖产率与麦芽寡糖链长正相关。同时还发现两个酶都具有轻微的α-1,4-葡萄糖苷酶活性,能在麦芽寡糖还原末端水解α-1,4糖苷键,生成葡萄糖分子,其反应最小底物分别是麦芽三糖和四糖。推测海藻糖合成酶可能有两个不同的催化活性中心。     

芝田硫化叶菌麦芽寡糖基海藻糖合酶基因在大肠杆菌中的克隆和表达

用ＰＣＲ 方法从芝田硫化叶菌中扩增了编码一种新酶,即麦芽寡糖基海藻糖合酶（ ＭＴＳａｓｅ） 的基因,扩增的２－２ｋｂ ＤＮＡ 插入到原核表达载体ｐＢＶ２２０ 中,构建成重组质粒ｐＳＢＧＴ１ 。ｐＳＢＧＴ１ 中ＭＴＳａｓｅ 基因在大肠杆菌中得到表达。ＳＤＳＰＡＧＥ 分析表达产物ＭＴＳａｓｅ蛋白的分子量约为７４ｋＤａ ,同核苷酸序列测定所推导的值相符。表达产物占细胞总蛋白约４－４ ％ 。ｐＳＢＧＴ１ 产生的重组酶作用于淀粉部分水解物,使ＤＥ 值降低,得到非还原糖或低还原糖。     

海藻糖微生物酶法合成机制的研究*

来源于嗜酸热古菌芝田硫化叶菌 (Sulfolobusshibatae)B1 2的麦芽寡糖基海藻糖合酶(MTSase)和麦芽寡糖基海藻糖海藻糖水解酶 (MTHase)基因在大肠杆菌中获得表达。将获得纯化的两个酶 ,分别以麦芽寡糖和淀粉为转化底物 ,在pH5 5 ,6 0℃条件下合成海藻糖。从反应产物分析结果可知 ,两个酶合成海藻糖时能利用的最小底物是麦芽四糖 ,海藻糖产率与麦芽寡糖链长正相关。同时还发现两个酶都具有轻微的α 1 ,4 葡萄糖苷酶活性 ,能在麦芽寡糖还原末端水解α 1 ,4糖苷键     

来源于玫瑰微球菌的麦芽寡糖基海藻糖水解酶基因在大肠杆菌中的融合表达

设计引物克隆玫瑰微球菌QS412中麦芽寡糖基海藻糖水解酶(MTHase)的基因treZ,通过与pET-28a( )载体相连,转化入宿主菌E.coli BL21,进行发酵诱导。通过SDS-PAGE检测到外源基因在大肠杆菌中有很高的MTHase表达量,但大部分都以不溶性包含体形式存在。对菌体超声破碎全菌液检测酶活,结果显示了水解酶酶活。这是来源于微球菌属的麦芽寡糖基海藻糖水解酶首次获得基因克隆和活性表达,为进一步提高酶活、增大海藻糖产量奠定了基础。     

酿酒酵母海藻糖合成酶基因的克隆和在大肠村菌中的表达

用PCR方法克隆了1．5kb的酿酒母Sacchromyces cerevisiae海藻糖合成酶基因TPSI,将该片段连接到pUC19载体,通过转化分别引入海藻糖合成酶基因缺失和缺陷的大肠杆菌Escherichia coli FF4169 和FF4050,对转化株的质粒DNA酶切分析表明均含有1．5kb PCR克隆片段,生长曲线实验证明,带有克隆片段的转化株在含0．5mol/L NaCl的高渗透压基础培养基中生长良好;用高效液相色谱（HPLC）结合蒸发散射（ELSD）技术测定细胞内海藻糖实验证明转化株能够合成海藻糖。     

嗜热古菌Sulfolobus tokodaii strain 7中麦芽寡糖基海藻糖合酶的酶学性质

【目的】克隆表达嗜热古菌Sulfolobus tokodaii strain 7中的ST0929基因,并测定其酶活性。【方法】根据ST0929基因设计引物进行PCR扩增,将这段基因克隆到p ET-15b质粒上,重组质粒导入大肠杆菌BL21细胞中表达。亲和层析纯化酶蛋白,并测定其酶活性。【结果】SDS-PAGE分析表明其分子量大约为83 k D。酶学性质研究表明该酶的最适温度为75°C,最适p H为5.0,具有很强的热稳定性和p H稳定性。该酶还能对多种金属离子和有机溶剂具有一定的耐受性。底物特异性研究发现该酶能够利用麦芽糊精作底物,而不能利用壳寡糖、麦芽糖等。【结论】通过以上酶学性质的研究,说明这种来源于超嗜热古菌的麦芽寡糖基海藻糖合酶在工业生产海藻糖领域具有一定的应用前景。     

Characterization of the maltooligosyl trehalose synthase from the thermophilic archaeon Sulfolobus acidocaldarius

We report the molecular characterization and the detailed study of the recombinant maltooligosyl trehalose synthase mechanism from the thermoacidophilic archaeon Sulfolobus acidocaldarius. The mts gene encoding a maltooligosyl trehalose synthase was overexpressed in Escherichia coli using the T7-expression system. The purified recombinant enzyme exhibited optimum activity at 75 degrees C and pH 5 with citrate-phosphate buffer and retained 60% of residual activity after 72 h of incubation at 80 degrees C. The recombinant enzyme was active on maltooligosaccharides such as maltotriose, maltotetraose, maltopentaose and maltoheptaose. Investigation of the enzyme action on maltooligosaccharides has brought much insight into the reaction mechanism. Results obtained from thin-layer chromatography suggested a possible mechanism of action for maltooligosyl trehalose synthase: the enzyme, after converting the alpha-1,4-glucosidic linkage to an alpha-1,1-glucosidic linkage at the reducing end of maltooligosaccharide glc(n) is able to release glucose and maltooligosaccharide glc(n-1) residues. And then, the intramolecular transglycosylation and the hydrolytic reaction continue, with the maltooligosaccharide glc(n-1) until the initial maltooligosaccharide is reduced to maltose. An hypothetical mechanism of maltooligosyl trehalose synthase acting on maltooligosaccharide is proposed.     

啤酒酵母AS2.1416海藻糖合成酶基因tps1的cDNA克隆及序列分析

海藻糖 (Ｔｒｅｈａｌｏｓｅ,α ｇｌｕｃｏｐｙｒａｎｏｓｙｌ α 1,1 Ｄ ｇｌｕｃｏｐｙｒａ ｎｏｓｅ)是一种非还原性二糖 ,广泛存在于藻类、细菌、昆虫、无脊椎动物及酵母等许多生物体内。海藻糖除了作为一种储存性碳源外 ,业已被证明在许多逆境 ,诸如高温、高盐、干旱、重金属离子污染、冷冻、辐射等情况下 ,可以有效地保护生物的细胞膜、蛋白质及核酸[1～ 6] 。海藻糖合成酶为一多酶体系。在酵母细胞中 ,其合成分为两步进行。第一步 ,在 6 磷酸海藻糖合成酶 (Ｔｐｓ1)的作用下 ,由ＵＤＰ 葡萄糖和葡萄糖 6 磷酸合成海藻糖 6 磷酸 …     

灰树花海藻糖合成酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

海藻糖主要作用是作为生物体的结构组分、以及保护生物膜和保护蛋白质。在灰树花中 ,海藻糖在干重中所占比例最高可达到 1 5 %～ 1 7% ,说明灰树花合成海藻糖的能力很强。将灰树花海藻糖合成酶基因克隆 ,并在大肠杆菌表达系统里表达。表达量为 1 90mg L。通过活性测定 ,证明在大肠杆菌中表达的海藻糖合成酶具有酶活性 ,结合基因工程和酶工程方法 ,为合成海藻糖的研究提供了新的方向     

大肠杆菌trpBA基因的克隆表达

目的:提高大肠杆菌中色氨酸合成酶的表达量和表达活性。方法:利用PCR方法从大肠杆菌K-12的基因组中直接克隆出紧密连锁trpB和trpA基因(简称trpBA),并将其连接到原核表达载体pet22b( )中,得到重组质粒pet22b( )-trp-BA,转化大肠杆菌BL21,IPTG诱导重组蛋白表达,表达产物经SDS-PAGE分析并用比色法测定其活性。结果:凝胶电泳可见PCR扩增产物大小约为2kb,SDS-PAGE鉴定目的蛋白的Mr分别约为29000和44000,色氨酸合成酶α、β亚基分别得到了高效表达,色氨酸合成酶活性提高到对照菌的3.7倍。结论:成功构建了重组质粒pet22b( )-trpBA,色氨酸合成酶的表达量和表达活性在大肠杆菌中得到了提高,为高产色氨酸基因工程菌的构建奠定基础。     

Cloning and overexpression in Escherichia coli of the gene encoding citrate synthase from the hyperthermophilic Archaeon Sulfolobus solfataricus

The citrate synthase (CS) gene from the hyperthermophilic Archaeon Sulfolobus solfataricus has been cloned and sequenced. The gene encodes a polypeptide of 378 amino acids with a calculated polypeptide molecular mass of 42 679. High-level expression was achieved in Escherichia coli and the recombinant citrate synthase was purified to homogeneity using a heat step and dye-ligand affinity chromatography. This procedure yielded approximately 26 mg of pure CS per liter of culture, with a specific activity of 41 U/mg. The enzyme exhibited a half-life of 8 min at 95°C. A homology-modelled structure of the S. solfataricus CS has been generated using the crystal structure of the enzyme from the thermoacidophilic Archaeon Thermoplasma acidophilum with which it displays 58% sequence identity. The modelled structure is discussed with respect to the thermostability properties of the enzyme. Received: August 10, 1997 / Accepted: October 23, 1997