具有辅助降解纤维素功能的大斑刚毛座腔菌糖苷水解酶GH61的鉴定、异源表达及功能分析

糖苷水解酶61家族（GH61）属于一类同时具有氧化作用和水解作用的纤维素降解酶类,既具有微弱的纤维素内切酶活性,也可通过氧化作用破坏纤维素晶体结构促进纤维素酶对木质纤维素的降解,在生物质资源的利用方面具有潜在的应用价值。对大斑刚毛座腔菌Setosphaeria turcica的GH61家族基因进行鉴定及生物信息学分析,通过转录组数据分析及荧光定量PCR验证,筛选出受玉米秸秆木质纤维素底物诱导表达的GH61家族基因StGH61-11。将StGH61-11进行重组表达,使用2,6-二甲氧基苯酚氧化反应测定其酶活力并优化诱导条件,表征其酶学性质并检测其对纤维素酶水解木质纤维素的促进作用。结果表明,在S. turcica基因组中存在21个GH61家族基因,且S. turcica在玉米秸秆的诱导下滤纸酶活明显增加,对其进行转录组分析发现,在以玉米秸秆为碳源时GH61家族基因中有11个基因的表达量增加。将其中StGH61-11基因在大肠杆菌中诱导表达,最佳诱导条件为25℃、1 mmol/L IPTG诱导9 h,此时获得的蛋白比活力可达到（54.08±1.67）U/g。重组蛋白StGH61-11的最...     

AA10家族裂解多糖单加氧酶的模块化组成及底物选择性的研究进展

AA10家族裂解多糖单加氧酶(lytic polysaccharide monooxygenases, LPMOs)主要分布于细菌中,因其具有催化纤维素和几丁质等结晶多糖氧化降解的特性,在工业生物质转化过程中具有极强的应用潜力,从而受到广泛关注。然而,AA10家族不同LPMOs作用的底物种类及氧化位点和氧化产物也不尽相同,LPMOs的结构与组成对其底物选择性的影响机制有待进一步探究。因此,本文综述了AA10家族LPMOs的模块化结构组成及其催化机制,梳理了AA10家族LPMOs的底物谱,系统总结了AA10家族LPMOs的结构、关键作用残基及多模块组合对底物选择性影响的最新进展,并展望了LPMOs在生物质转化和生物燃料工业中广阔的应用前景。     

一株催化丙烯环氧化菌株的分离及特金润之 朱劲松 江群益 沈思师 沈善炯性

从87株能利用甲烷的培养物中筛选到一株具有高甲烷单加氧酶活性的甲基单胞菌菌株(Methylomonas Z201)。研究了该菌的最佳生长条件和催化丙烯氧化积累环氧丙烷(PO)的最佳催化条件。在最佳条件下,Z201休止细胞的催化能力达60nmoIPO·min-1·mg-1干细胞．     

工程化P450酶特异性氧化修饰甾体化合物

甾体药物是仅次于抗生素的全球第二大类药物,具有抗炎、抗过敏、调节内分泌等重要功效。对甾体母核特定位点进行有效的氧化修饰,是引入药效活性的关键。研究表明,P450酶是催化甾体特异性氧化的一类关键酶家族。目前,电子传递效率和催化特异性是限制P450酶催化功能的重要因素,会导致目标甾体产物产量低、副产物积累严重等问题。因此,将围绕提高P450酶的催化效率及特异性方面的研究工作,系统综述工程化P450催化甾体类物质的方法策略和相关研究进展,并对催化甾体化合物的P450酶的设计和优化的未来发展进行展望,为该方面工作的深入研究提供指导。     

外源电子给体对甲烷单加氧酶催化丙烯环氧化反应活性的影响

以丙烯氧化反应为指标研究了不同外源电子给体对甲烷细菌(Methylomonas sp．GYJ30)休止细胞催化活性的影响。结果表明甲烷、甲醇、甲醛和甲酸盐作为电子给体加入反应中,将甲烷单加氧酶催化丙烯环氧化反应活性分别提高5．3,12．7,10和12．4倍。以甲烷和甲醛作为外源电子给体时提高初始浓度对甲烷单加氧酶具有抑制作用;而以甲醇和甲酸盐作为电子给体时提高初始浓度对甲烷单加氧酶催化活性无明显抑制作用。研究了甲醇作为电子给体时它的代谢、环氧丙烷的积累以及催化反应活性与反应时间的关系     

翅碱蓬CMO基因克隆、测序及植物表达载体的构建

从翅碱蓬叶片中提取总RNA,根据相关同源序列设计引物,使用反转录试剂盒进行RT-PCR,扩增得到翅碱蓬胆碱单加氧酶（CMO）cDNA,进行PCR产物测序;然后将CMOcDNAT-A克隆至pMD18-T-simple载体上,经测序正确后亚克隆至pBI121植物表达载体,进行酶切鉴定及克隆测序。     

甘菊CMO同源基因的分离与表达分析

利用半嵌套巢式PCR结合RACE技术从菊科植物甘菊[Chrysanthemum lavandulifolium(Fisch.ex Trautv.)Makino]中分离得到了一个长度为1 450 bp的片段.序列分析结果表明,其开放阅读框全长1 140bp,编码379个氨基酸残基;在GenBank 比对并进行系统进化分析可知,该片段为CMO同源基因,命名为ClCMO.利用不同胁迫处理进行分析发现,在非胁迫条件下ClCMO基因在甘萄茎、叶、花叶中均有表达信号,在根中没有表达;其可以响应干旱、高盐胁迫和脱落酸(ABA)的诱导,不响应冷热胁迫,并且其表达在水杨酸(SA)诱导下受抑制.这些结果表明,ClCMO基因是提高植物耐干旱、高盐能力的有效基因资源.     

杜梨胆碱单加氧酶基因克隆及胁迫表达

为了解梨砧木—杜梨对非生物胁迫的防御机制,采用RT-PCR、RACE和长片段PCR技术从杜梨幼苗中获得1个甜菜碱合成相关的胆碱单加氧酶基因(PbCMO),运用生物信息学方法分析序列特点,并通过跨内含子引物进行半定量RT-PCR研究其在非生物胁迫下的表达情况。结果表明:(1)PbCMO基因cDNA序列编码区长1 227bp,编码由408个氨基酸组成的多肽。其对应基因组DNA序列长2 928bp,由10个外显子和9个内含子组成。其推导的多肽预测的等电点为6.19,相对分子质量为46.27kD,具备Rieske型铁硫[2Fe-2S]簇结合区域和非血红素单核态铁配位点序列,与枸杞CMO蛋白相似性最高(71%)。(2)PbCMO在幼苗根和叶中均为诱导型表达,100mmol/L氯化钠、10%(W/V)聚乙二醇、180mmol/L甘露醇或20μmol/L脱落酸处理后其表达量明显上调,表明PbCMO对盐碱、干旱、渗透胁迫和ABA均存在表达响应,可能参与杜梨应对非生物胁迫的转录调节。     

辽宁碱蓬胆碱单加氧酶基因克隆及转基因烟草的耐盐性

甜菜碱是生物体内普遍存在的一种很有效的渗透调节剂.在高等植物中,甜菜碱由胆碱经两步酶催氧化得到,即:胆碱→甜菜碱醛→甜菜碱,催化第一步反应的酶是胆碱单加氧酶(choline monooxygenase,CMO).用RT-PCR和RACE技术从盐生植物辽宁碱蓬(Suaeda liaotungensis Kitag)中分离了CMO cDNA全序列,其中包括5′端非编码区123 bp, 3′端非编码区368 bp, 开放阅读框1 329 bp,编码一个由442个氨基酸构成的多肽,与菠菜、甜菜和山菠菜CMO的氨基酸序列同源性分别为77%、72% 和74%.克隆了其编码区,构建了植物表达载体pBI121-CMO,根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导转化烟草(Nictiana tabacum L.cv.89),获得卡那霉素抗性植株.PCR和Southern杂交均证明外源CMO基因已整合到烟草基因组中,转基因烟草的甜菜碱含量明显高于对照,转基因烟草膜的相对电导率明显低于对照,说明盐胁迫下转基因烟草的膜结构所受损伤小于对照,转基因烟草具有一定的耐盐性,能在含250 mmol/L NaCl的培养基中正常生长.     

植物甜菜碱合成酶的分子生物学和基因工程

甜菜碱是一种非毒性的渗透调节剂,多种高等植物在盐碱或缺水的环境下在细胞中积累甜菜碱,以维持细胞的正常膨压,甜菜碱的积累使得许多代谢中的重要酶类在渗透胁迫下能保持活性,在植物中甜菜碱由胆碱经两步氧化得到,催化第一步反应的酶是胆碱单加氧酶（CMO）,催化第二步反应的酶是甜菜碱醛脱氢酶（BADH）。本文综述了这两种酶的分子生物学及基因工程研究的最新进展,讨论了基因工程研究的意义。