蛋白质谷氨酰胺酶的发酵及初步分离和应用研究

研究了不同发酵条件对于产吲哚金黄杆菌（Chryseobacterium indologenes）生产蛋白质谷氨酰胺酶能力的影响,酶的分离和初步的应用。通过考察种子的生长曲线,发酵的温度、转速、摇瓶装液量,碳源和氮源,得出最大产酶能力的发酵条件为：30℃,200r/min,装液量25ml/250ml,蔗糖为碳源,多聚蛋白胨为氮源,发酵10~12h。初步分离研究表明在4倍超滤浓缩和4倍乙醇沉淀条件下,酶活力回收率均为最高,分别为84.99%和76.07%。该酶与酪蛋白37℃温育2h时,酪蛋白的脱酰胺度为41.03%,到24h后,脱酰胺度不再增加,并且酪蛋白的溶解性也有所增加。     

林肯链霉菌谷氨酰胺合成酶的酶学性质

在分离纯化的基础上,报道了pH、温度和金属离子对林肯链霉菌(Streptomyceslincolnensis)Z-512谷氨酸胺合成酶(GS)活力的影响及GS底物专一性的研究结果.在动力学性质的研究中,发现林肯链霉菌GS在生物合成反应系统中,对底物NH_4CI的饱和曲线不遵守米氏方程.Hill作图呈两相曲线.在NH_4CI浓度低的情况下,Hill系数大于1,具有正协同效应;当NH_4CI浓度增加到一定程度时,Hill系数小于1,具有负协同效应.这说明NH_4CI不仅作为林肯链霉菌GS的底物,而且作为一种效应物调节GS的活性.林肯链霉菌GS对底物Glu及ATP的饱和曲线遵守米氏方程.在不同的激活离子存在下,GS对Glu、ATP的Km值也不同.     

蛋白质谷氨酰胺酶成熟肽基因mpg原核表达及其多克隆抗体的制备

蛋白质谷氨酰胺酶(Protein-glutaminase,简称PG)是一种新型蛋白质脱酰胺酶,在蛋白质改性领域具有广阔的应用前景。但是,目前关于蛋白质谷氨酰胺酶的测定方法主要是通过苯酚-次氯酸盐反应测定铵离子含量指示蛋白质谷氨酰胺酶的酶活,该方法精确度和灵敏度有限。因此,利用原核表达系统表达解朊金黄杆菌(Chryseobacterium proteolyticum)分泌的蛋白质谷氨酰胺酶成熟肽基因mpg,纯化后制备其多克隆抗体用于检测解朊金黄杆菌分泌的蛋白质谷氨酰胺酶的含量。首先以解朊金黄杆菌基因组为模板扩增出成熟肽基因mpg,将其与pET32a载体连接构建重组质粒pET32a-mpg,转化至大肠杆菌BL21(DE3)。在25℃条件下,经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导6 h,目的蛋白表达量最高、呈可溶性蛋白。通过Ni-NTA柱纯化的重组蛋白mPG-His_6,将其作为抗原,免疫新西兰白兔制备多克隆抗体。间接酶联免疫法检测其效价,所得抗体效价为1∶5 000。蛋白质免疫印迹实验结果说明,该多克隆抗体特异性良好。最后使用该多克隆抗体对解朊金黄杆菌的发酵上清液进行蛋白质免疫印迹反应,检测天然蛋白质谷氨酰胺酶,结果表明该抗体特异性良好,可用于检测解朊金黄杆菌分泌的蛋白质谷氨酰胺酶,为深入研究蛋白质谷氨酰胺酶的生物学功能、建立蛋白质谷氨酰胺酶高产菌株的高通量筛选方法奠定了基础。     

微生物转谷氨酰胺酶的纯化方法和酶学性质研究

由Streptoverticillium mobaTaense发酵生产的转谷氨酰胺酶经过除茵体、超滤浓缩、乙醇沉淀、干燥后得到粗酶产品,其活力回收率约70％。又经Superdex-75凝胶过滤和Source 30S阳离子交换两步纯化后得到纯酶,最终酶活力收率约37％。酶最适温度为50℃,在40℃以下稳定性良好;最适pH为6．0,pH4．0～8．0时比较稳定。离子强度对酶影响很小。     

植物转谷氨酰胺酶

植物转谷氨酰胺酶廖祥儒,朱新产,赵军（西北农业大学,陕西杨陵７１２１００）（中国科学院西北水土保持研究所）关键词转谷氨酰胺酶,蛋白质交联蛋白质交联,作为转译后蛋白质的一种修饰方式,与细胞结构形成有关,对稳定组织结构和细胞骨架有重要意义。现已发现,和Ｎ...     

微生物蛋白质谷氨酰胺酶的初步分离纯化

蛋白质谷氨酰胺酶可以特异性地水解蛋白质和多肽的谷氨酰胺残基,研究了产吲哚金黄杆菌产生的微生物蛋白质谷氨酰胺酶的代谢曲线和初步的分离纯化。发酵过程中pH升高,氨浓度增加,到14 h时酶活达到最高为0.359 U/mL。发酵液离心去上清液经3 kD滤膜超滤4倍时,纯化倍数和得率都最高。超滤液加入4倍体积无水乙醇沉淀蛋白质,酶的得率最高为72.7%。沉淀用缓冲液复溶后,经过SP-Sepharose Fast Flow离子交换层析分离,得到单一峰。经过多步纯化后酶得率为31.72%,纯化倍数为124倍,经SDS-PAGE电泳鉴定为单一条带,分子量约为20 kD。     

酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶催化交联蛋白质的比较分析

蛋白质交联在食品加工、组织工程、酶工程和药物传递等领域具有广泛用途。以酪蛋白和牛血清白蛋白(BSA)为模式蛋白,考察酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶催化蛋白质交联的底物特异性及交联规律,揭示酶对底物蛋白质结构及反应条件的要求。采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析酶催化蛋白质交联规律,激光粒度分布仪测量交联产物粒径。结果表明：酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶对底物的特异性有共同特征,即均可以催化结构松散的蛋白质分子(酪蛋白)交联,但不能催化结构紧密的蛋白质分子(BSA)交联;还原剂二硫苏糖醇(DTT)的加入能促进酶催化BSA交联反应;DTT对酪氨酸酶和谷氨酰胺转氨酶催化酪蛋白交联无影响,但抑制漆酶对酪蛋白的交联。     

转谷氨酰胺酶基因在大肠杆菌中的克隆表达

从轮枝链霉菌Streptoverticilliummobaraense细胞中获得其基因组DNA ,用一对特异性的引物通过PCR的方法扩增出转谷氨酰胺酶 (transglutaminase,TGase)全长基因 ,回收片段并将其连接到表达载体pET30a中 ,转化大肠杆菌DH5α。双向测序表明获得的转谷氨酰胺酶全长基因序列正确。纯化重组质粒转化大肠杆菌BL2 1 (DE3) ,以 1mmol/LIPTG诱导 5h收集菌体进行SDS-PAGE电泳分析 ,与阴性对照相比 ,明显多出了一条蛋白条带 ,紫外扫描显示此带约占总蛋白量的1 7% ,Westernblotting证实此带能够特异性地与兔抗MTG(味之素公司 )的抗体发生反应。测得纯化后得到的TGase蛋白的酶活可以达到 15.1U/mg蛋白。     

几丁质酶基因的克隆表达及酶学性质

【背景】几丁质是自然界中储藏量仅次于纤维素的有机物,几丁质酶能降解几丁质生成几丁寡糖,实现废弃物的高值化利用,目前菌株产几丁质酶能力低限制了它的生产应用。【目的】克隆弧菌(Vibrio sp.)GR52的几丁质酶基因,实现其在大肠杆菌中的异源表达,对分离纯化的重组几丁质酶进行酶学性质研究。【方法】以弧菌GR52菌株基因组DNA为模板,克隆得到几丁质酶基因GR52-1,构建重组基因工程菌BL21(DE3)/p ET22b-chi GR52-1,诱导表达的产物通过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pH为6.0,在pH5.0-10.0范围内37°C保温1 h仍能保持85%以上的相对酶活力,具有较好的pH稳定性;最适反应温度为50°C,在45°C保温1 h其酶活力基本没有损失,在50°C保温1 h其残余酶活力仍达60%;在1 mmol/L浓度下,Cu~(2+)、Ca2+对该酶具有促进作用,Hg+对该酶具有明显的抑制作用;在5 mmol/L浓度下,Ni+对该酶具有一定的促进作用,Mn~(2+)、Co~(2+)、Li~+、Fe~(2+)、Hg~+、SDS(十二烷基硫酸钠)对该酶具有明显的抑制作用。以胶体几丁质为底物时,动力学参数Km、Vmax、kcat分别为0.85 mg/m L、0.19μmol/(m L·min)和7.02 s-1。底物特异性分析表明该重组酶能特异性降解几丁质。【结论】重组几丁质酶具有良好的酶学性质,为几丁质酶的开发应用奠定基础。     

头状轮生链霉菌谷氨酰胺合成酶的研究 Ⅱ.酶的性质和调节

头状轮生链霉菌(Streptoverticillium caespitosus)谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)生物活性的最适pH为7。测活系统中必须加入Mn~(2+)或Mg~(2+),二者分别作激活离子时得到的酶的参数不同。Mn~(2+)对GS有稳定作用。一些金属离子如Ca~(2+)等强烈地抑制生物活性。GS的最适温度为50℃,对ATP、谷氨酸和NH_4Cl的Km值分别为1.75、2.78和5mmol/L。NH_4Cl的浓度小于10mmol/L时对酶有正协同效应,大于10mmol/L时对酶有负协同效应。GS可被氨阻遏,比活能被硝酸盐促进。一些代谢物对GS有累积反馈抑制作用。发酵过程中加入氨后无“氨休克”现象,高氨条件下的GS不受蛇毒磷酸二酯酶(SVPDE)的作用,所以此酶无腺苷酰化—去腺苷酰化调节。     

Rapid and Efficient Gene Splicing Using Megaprimer-Based Protocol

Megaprimer-based methodology has been widely applied in site-directed mutagenesis, but rarely used in gene splicing. In this article, we describe a modification of the megaprimer PCR method, which can efficiently create and amplify a specific ligated chimeric gene segment in a PCR reaction and under a common PCR program that is widely used by researchers. More importantly, this modified method for splicing two or more gene fragments together revealed the mechanism of the megaprimer PCR method, by elucidating the key factor in the megaprimer-based protocol. In this method, the denatured megaprimer divided into two strands. One strand was used as template DNA to regenerate megaprimer and the other strand was used as an oligonucleotide primer to create a ligated chimeric gene product. In this article, we detail the modified megaprimer protocol for creating and amplifying these chimeric gene products, including a specific protocol for large chimeric gene products. We also provide additional tips to increase specificity and efficiency of the protocols. In conclusion, the improved megaprimer PCR protocol is a simple, broadly applicable protocol for splicing two different gene fragments together without relying on restriction sites. Electronic supplementary material  The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

Asymmetric overlap extension PCR method bypassing intermediate purification and the amplification of wild-type template in site-directed mutagenesis

By combining asymmetric PCR and overlap extension, we developed a novel asymmetric overlap extension PCR (AOE-PCR) method for site-directed mutagenesis which bypassed the need for intermediate purification and excluded the amplification of a wild-type template. This method was used to introduce single base mutations into a small GTPase gene from cotton and to simultaneously introduce two mutations just by repeating this method using the first round AOE-PCR products as template. Our results suggested that the AOE-PCR method represents a valuable improvement of the original overlap extension PCR for site-directed mutagenesis.     

基于重叠延伸PCR法的定点突变技术

目的:建立一种高效而经济的定点突变方法。方法:采用重叠延伸PCR定点突变技术,引物设计时引入目的突变,以前两次PCR产物为模板,进行第三次PCR,即可获得突变后的目的DNA片段。将此片段连入pMDTM18-T载体后测序验证突变结果。结果:DNA测序表明,待突变位点已由ATTGG突变为ATTTT。结论:成功实现了目的位点的定点突变,重叠延伸PCR法是一种高效且经济的定点突变方法。     

定点突变巴曲酶在毕赤酵母中的克隆与表达

目的 为避免毕赤酵母分泌的Kex2蛋白酶对发酵液中所表达的巴曲酶的降解.利用重叠PCR方法对巴曲酶基因进行定点突变,将巴曲酶基因第45位的Arg突变为Lys.方法 将突变后的基因克隆到酵母分泌型表达载体pPICZαA中,将重组载体酶切线性化后经电转化转入巴斯德毕赤酵母细胞,筛选鉴定转化子,经摇瓶发酵甲醇诱导,酵母菌分泌表达有凝血活性的定点突变巴曲酶,经SDS-PAG电泳、免疫印迹确定其分子量为32 kD.结果发酵罐的表达量达到52 KU/ml发酵液,较重组天然巴曲酶的表达量提高了73.3%.结论 定点突变巴曲酶的表达量比重组天然巴曲酶的表达量有显著提高,表达的突变巴曲酶同样具有凝血活性.     

改进的多片段重叠延伸PCR制作基因多位点突变

为在研究工作中提高制作目标基因多位点突变体的效率,对常规重叠延伸PCR进行适当改进:对于相距较近的两个突变位点,只需设计一对突变引物各自涵盖其中一个位点即可一次突变;对于相距较远的两个位点,可以采用三片段重叠延伸PCR的办法解决;两者结合则可一次性突变多个位点。以制作RBCT的6位点突变体PSM6为例,利用上述策略,设计两对突变引物;采用OE-PCR法,第一轮PCR扩增出三个片段,第二轮PCR同时利用三片段重叠延伸产物作为模板扩增出目标基因突变体,再按常规分子克隆方法将其连入质粒载体。经测序检测,发现得到了预期的目标基因多位点突变体。因此,采用灵活的引物设计策略,结合多片段重叠延伸PCR即可一次性制作基因的多位点突变体,此方案可解决研究工作中大多数多位点突变问题。     

外源基因在烟草绿色组织中的高效表达研究

研究外源基因在受体绿色组织中的特异表达情况,分别构建由棉花PsbP启动子驱动的GUS基因及CP4 epsps 基因的植物表达载体pBI121-P、pBI121-PE.农杆菌介导法转化到烟草中,获得20株转pBI121栽体、40株转pBI121-P栽体和32株转pBI121-PE载体的烟草阳性植株.组织化学染色分析表明,GhPsbP启动子驱动的GUS基因只在转基因烟草的叶片和茎中表达,在根中不表达;Real-time PCR分析表明,PsbP启动子驱动CP4 epsps基因在叶和茎中的表达量分别是根中的15倍和10倍;草甘膦抗性试验证明,PsbP启动子驱动的CP4 epsps基因在烟草叶及茎的绿色组织中的表达量足以忍受1%浓度草甘膦的毒害.证明GhPsbp启动子可以有效地驱动外源基因在烟草的绿色组织中高效特异的表达.     

甘丙肽重构基因GAL（intronⅡ）的克隆及其过表达转基因载体的构建

目的克隆甘丙肽重构基因GAL（intronⅡ）,构建小鼠神经系统特异性表达甘丙肽（galanin,GAL）的转基因载体pUC18/PDGF-β-promoter/GAL（intronⅡ）,为制备GAL转基因小鼠做准备。方法通过常规PCR、RT-PCR及重叠延伸PCR（overlap extension PCR,OE-PCR）扩增出插入GAL第二内含子的GAL全长cDNA的重构基因GAL（intronⅡ）,将GAL（intronⅡ）克隆入T载体进行酶切、测序鉴定;同时从psisCAT6α中切下血小板源性生长因子β链（platelet-derived growth factor beta polypeptide,PDGF-β）启动子片段连接到空载体pUC18上构建出重组载体pUC18/PDGF-β-promoter;然后将GAL（intronⅡ）定向克隆于pUC18/PDGF-β-promoter下游,构建转基因载体pUC18/PDGF-β-promoter/GAL（intronⅡ）。结果 PCR和限制性内切酶分析鉴定,表明获得转基因载体pUC18/PDGF-β-promoter/GAL（intronⅡ）。通过对重构基因GAL（intronⅡ）的GALcDNA和第二内含子序列测序证实其与GenBank中的标准序列一致,GAL（intronⅡ）中第二内含子插入的位置准确,且无移码。结论使用重叠延伸PCR扩增重构基因GAL（intronⅡ）并成功构建转基因载体pUC18/PDGF-β-promoter/GAL（intronⅡ）,为转基因小鼠制备奠定一定的实验基础。     

以P型PRSV-VPg为模板多位点突变获得W型PRSV-VPg的研究

以P型脉PRSV-VPg（Papaya Ringspot Virus,VPggene）基因为模板利用高保真酶通过两对引物（突变4个位点）．PCR扩增获得一条276bp和一条141bp的两个小片段．以此为基础,利用长引物延伸和套叠PCR的方法,定点突变剩余5个位点,最后拼接获得形型PRSV—V段基因．结果表明通过上述方案可以成功改造P型PRSV-VPg基因,获得与W型PRSV-VPg同源的目的基因,成功率为100％．该技术可以绕开传统的通过寻找毒源进行RT－PCR方法和人工合成方法获得病毒基因,其技术操作简单,且节约时间和成本,并在人工合成基因、多位点基因定点突变等方面具有很好的借鉴作用和应用价值．     

轮状病毒VP7基因的克隆与表达

应用聚合酶链式反应技术(PCR)扩增轮状病毒VP7基因,并将其克隆到pMD18-T simple载体上,对重组子进行PCR检测和限制性内切酶分析,并测定DNA全序列。结果显示,克隆片段全长为981 bp。将轮状病毒VP7基因定向的克隆到原核表达载体pET-32a启动子下游,构建原核表达载体pET-32aVP7。将质粒pET-32aVP7转化Transetta表达菌株进行诱导表达,裂解菌体细胞抽提蛋白质进行SDS-PAGE。结果表明,轮状病毒壳蛋白VP7基因在Transetta表达菌株内得到成功表达。