枯草杆菌蛋白酶基因工程的研究进展

本文介绍了枯草杆菌蛋白酶（Ｓｕｂｔｉｌｉｓｉｎ）的研究现状,即利用定位诱变和体外重组等技术改变酶的性质,包括催化活性、底物特异性、稳定性、低温适应性以及酶在有机相中的性能等。对枯草杆菌蛋白酶的成功改造不仅有可观的商业价值,而且为蛋白质工程的发展作出了重要的贡献。     

枯草杆菌蛋白酶基因工程的研究进展

本文介绍了枯草杆菌蛋白酶(Subtilisin)的研究现状,即利用定位诱变和体外重组等技术改变酶的性质,包括催化活性、底物特异性、稳定性、低温适应性以及酶在有机相中的性能等。对枯草杆菌蛋白酶的成功改造不仅有可观的商业价值,而且为蛋白质工程的发展作出了重要的贡献 。     

枯草杆菌蛋白酶与蛋白质工程

在以蛋白质三维结构及其与功能关系为基础的蛋白质工程的兴起中,枯草杆菌蛋白酶的定位诱变起了重要作用。以该酶为代表的蛋白质的工程研究,反映了这种生物技术所取得的进展和存在的主要问题。虽然,为了达到工程改造蛋白质的目标仍需要做大量基础性研究,但目前取得的成果足以说明蛋白质工程发展的光明前景。     

枯草杆菌蛋白酶E的蛋白质工程

用定点突变和随机突变的方法,对枯草杆菌碱性蛋白酶E基因进行改造。突变后的基因插入大肠杆菌-枯草杆菌穿梭质粒pBE-2中,在碱性和中性蛋白酶缺陷型的枯草杆菌DBl04中进行表达,得到突变种的碱性蛋白酶．它们的突变位点分别是(M222A)、(M222A、N118S)、(M222A、N118S、Q103R)、(M222A、N118S、Q103R、D60N)。各突变种酶的性质测定 结果表明．M222A突变使酶抗氧化,N118S突变使酶增加热稳定性,Q103R和D60N突变虽然能增加酶的比活,但使酶的热稳定性大大下降,尤其是D60N突变使酶变得极不稳定。野生型碱性蛋白酶与(M222A)突变种的等电点均为8．92．而M222A,N118S)。(M222A,N118S ,Ql03R)和(M222A,118S．Q103R,D60N)突变酶分别为8.88．9.10和9．17。用Nsuc-AAPF-pNA作为底物时酶反应景适pH值为7.5～9.5,而用酪蛋白底物时最适pH值为10～12。     

枯草杆菌碱性蛋白酶蛋白质工程进展

枯草杆菌蛋白酶(Subtilisin,EC 3·4·21·14)一般是指枯草杆菌及其它芽孢杆菌产生的胞外碱性蛋白酶Subtilisin具有巨大的商业价值,被广泛应用于蚕丝工业、制革工业及洗涤剂工业。     

枯草杆菌蛋白酶E的156和165位突变

应用定点突变方法,在M222A突变的枯草杆菌蛋白酶E基因上进行E156S和V165I定点突变. 将突变基因插入大肠杆菌-枯草杆菌穿梭质粒pBE-2中,在碱性和中性蛋白酶缺陷型的枯草杆菌DB104中进行表达,得到突变种(M222A,E156S)和(M222A,E156S,V165I)蛋白酶E. 性质测定表明,E156S突变使蛋白酶比活力增加90%,并不影响酶的热稳定性和抗氧化性. 而V165I突变使蛋白酶比活力降低.     

枯草杆菌蛋白酶突变体的纯化和晶体生长

应用基因工程手段,获得了枯草杆菌蛋白酶Ｅ的双突体基因（Ｍ２２２Ａ,Ｎ１１８Ｓ）,此基因在枯草芽孢杆菌表达得到了既抗氧又耐高温的碱性蛋白酶。含Ｍ２２２,Ｎ１１８Ｓ碱性蛋白酶基因的枯草杆菌发酵液经过硫酸铵分级沉淀和ＤＥＡＥＳｅｐｈａｄｅｘＡ－２５阴离子交换层析柱,再在ＦＰＬＣ层析系统直用Ｈｉｌｏａｄ２６／１０ＳＳｅｐｈａｒｏｓｅＨＰ阳离了交换柱分离得到ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳纯的蛋白酶样品,突变体酶的等电     

枯草杆菌中性蛋白酶天然抑制剂的筛选

用透明因法和福林──酚法筛选了２１种植物中的蛋白酶活性抑制剂,其中来自鼓皮、高粱、玉米和土豆的抑制剂的活性在本研究条件下达５０％以上。进一步研究了麸皮、玉米两种抑制剂在不同温度和ｐＨ值下的稳定性,结果表明,两者的稳定性相差甚远,是两类不同的抑制剂。玉米抑制剂比麸皮抑制剂更稳定。     

枯草蛋白酶E的突变体

Ser236位于横贯枯草蛋白酶E的α螺旋末端,远离催化活性中心,Ser236的突变不会对酶的活性产生大的影响。用定点突变的方法对枯草蛋白酶E的基因进行改造引入Ser236Cys,可能会形成分子间二硫键,有利于提高酶的稳定性。Ser236Cys变体酶(BP1)活性是野生型蛋白酶E的15倍,热稳定性提高3倍;进一步在其他位点引入突变的变体酶BU1(A1a15Asp/Gly20His/Ser236Cys)和BW1(Ser24His/Lys27Asp/Ser236Cys)活性都比野生型蛋白酶E低,但BW1的稳定性稍高于野生型蛋白酶E。     

用蛋白质工程的方法改良枯草杆菌蛋白酶E(Subtilisin E)的抗氧化性

以含有蛋白酶E基因(aprE)的单链M13mp18-aprE DNA为模板,合成的寡核苷酸5′-3′为诱变引物,用缺口双链法对aprE进行Met-222-Ala点突变。经菌落印迹杂交筛选,选出阳性噬斑。用SaⅡ酶解M13mp18-aprE得到aprE,将它和pPZW103重组,转化中性、碱性蛋白酶缺失宿主菌DB104。经含卡那霉素和脱脂奶粉板筛选和比较aprE限制性内切酶NcoⅠ和SacⅡ水解电泳图谱分析,完成构建一个分泌抗氧化的枯草杆菌蛋白酶E的工程菌PW8888。     

用遗传工程的方法构建一个分泌型高表达的枯草杆菌碱性蛋白酶E(Subtilisin E)的枯草杆菌质粒-宿主系统

将克隆了枯草杆菌蛋白酶E基因aprE的枯草杆菌质粒pPZW101和一个组成型強启动子Psk连接构建成质粒pPZW102,转入碱性和中性蛋白酶缺失枯草杆菌DB104并进行表达。此质粒-宿主系统具有Subtilisin E高表达和外分泌的特点。     

Microneme Protein 5 Regulates the Activity of Toxoplasma Subtilisin 1 by Mimicking a Subtilisin Prodomain

Toxoplasma gondii is the model parasite of the phylum Apicomplexa, which contains obligate intracellular parasites of medical and veterinary importance. Apicomplexans invade host cells by a multistep process involving the secretion of adhesive microneme protein (MIC) complexes. The subtilisin protease TgSUB1 trims several MICs on the parasite surface to activate gliding motility and host invasion. Although a previous study showed that expression of the secretory protein TgMIC5 suppresses TgSUB1 activity, the mechanism was unknown. Here, we solve the three-dimensional structure of TgMIC5 by nuclear magnetic resonance (NMR), revealing that it mimics a subtilisin prodomain including a flexible C-terminal peptide that may insert into the subtilisin active site. We show that TgMIC5 is an almost 50-fold more potent inhibitor of TgSUB1 activity than the small molecule inhibitor N-[N-(N-acetyl-l-leucyl)-l-leucyl]-l-norleucine (ALLN). Moreover, we demonstrate that TgMIC5 is retained on the parasite plasma membrane via its physical interaction with the membrane-anchored TgSUB1.     

Limited Proteolysis of Disulfide-reduced Ovalbumin by Subtilisin

Our previous study [Takahashiet al., J. Biochem., 109, 846–851 (1991)] has shown that the disulfide-reduced form of ovalbumin was proteolyzed by subtilisin into three major fragments. It was investigated whether or not these three fragments would be folded into one molecule. Gel permeation and ion-exchange chromatography indicated that the three fragments were eluted in a single peak. The proteolyzed protein had a CD spectrum that was almost indistinguishable from the disulfide-reduced, non-proteolyzed, form of ovalbumin. Differential scanning calorimetry, however, revealed, that the proteolyzed ovalbumin was denatured at a lower temperature than that of the disulfide-reduced, non-proteolyzed. protein. Thus, it is concluded that the three fragments were folded into a native-like conformation with decreased stability. Chemical analyses of the fragments purified by reverse-phase HPLC revealed that there was a cleavage site in the disulfide-reduced form of ovalbumin, at least at the amino-terminal side of Cys⁷³, in addition to the well-known cleavage sites in plakalbumin.     

抗氧化型枯草杆菌碱性蛋白酶高产工程菌的构建——Ⅰ.抗氧化型碱性蛋白酶的提纯及其主要性质的研究

枯草芽孢杆菌(Bacillus Subtilis)B135工程菌能产生抗氧化型碱性蛋白酶,粗酶经硫酸铵分级沉淀,CM-52层析,Sephadex G-100层析,得到凝胶电泳均一样品,比活达到1700U/mg,是粗酶比活的7.69倍.该酶在60℃时酶活力最高,最适pH为10.2,在50℃时,温浴10min后,酶活降低到原来的50%.该酶受1M H_2O_2作用20min后,仍保持96%的酶活     

类胡萝卜素合成的相关基因及其基因工程

类胡萝卜素具有多种生物功能,尤其在保护人类健康方面起着重要的作用,如它们是合成维生素A的前体,能够增强人体免疫力和具有防癌抗癌的功效。人体自身不能合成类胡萝卜素,必须通过外界摄入;但类胡萝卜素在许多植物中含量较低,并且很难用化学方法合成。随着类胡萝卜素生物合成途径的阐明及其相关基因的克隆,运用基因工程手段调控类胡萝卜素的生物合成已成为可能。本文综述了微生物和高等植物类胡萝卜素生物合成途径中相关基因的克隆,以及运用这些基因通过异源微生物生产类胡萝卜素和提高作物类胡萝卜素含量的基因工程研究进展。