嗜热古菌Thermofilum adornatum来源的高温热激活β-葡萄糖苷酶TaBgl3的原核表达及酶学性质研究

【目的】β-葡萄糖苷酶，又称β-D-葡萄糖苷水解酶，属于纤维素酶类，是一种降解纤维素的关键限速酶。来源于嗜热古菌的β-葡萄糖苷酶已被广泛验证具有酸性高温等特性，已成为高温酶的研究热点之一。本文对尚未报道的来源于嗜热古菌中一种热丝菌（Thermofilum adornatum）的GH3家族的葡萄糖苷酶，进行了原核表达和酶学性质测定，以期找到更优的β-葡萄糖苷酶。【方法】从NCBI数据库中获得了嗜热古菌（T.adornatum）来源的GH3氨基酸序列，构建重组质粒p ET-30a（+）-TaBgl3，并在大肠杆菌（Escherichia coli） BL21（DE3）感受态细胞中诱导表达重组蛋白；采用磁珠纯化，研究其酶学性质。【结果】重组蛋白TaBgl3的分子量为77.0 kDa；酶学性质结果表明，其最适反应条件为80°C和pH 5.0，在70°C保温处理1–4 h，对TaBgl3的酶活力有促进作用，在最适温度80°C处理2 h后，其激活作用更加明显，能提高40%以上的酶活；其在pH 5.0–8.0下37°C保温1 h，仍具有60%以上的活性；底物为对硝基苯-β-D-吡喃葡萄糖苷（p NP...     

一种可促进重组蛋白表达量和稳定性的多功能纯化标签的开发与利用

自组装双亲短肽(Self-assembling amphipathic peptides,SAPs)是一类亲疏水氨基酸按一定规律分布、具有自聚合效应的短肽,融合在酶蛋白N端时,具有促进表达和稳定化的功能。根据前期研究结论,设计一条全新的基于SAPs (S1vw,HNANARARHNANARARHNANARARHNARARAR)的可促进融合蛋白表达和稳定性,并可用于镍柱亲和层析的多功能短肽标签,在大肠杆菌表达系统中,将S1vw以PT-linker(PTPPTTPTPPTTPTP)融合在碱性果胶酶(Alkaline polygalacturonate lyase,PGL)、脂肪氧合酶(Lipoxygenase,LOX)及绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)的N末端时,与对应的野生型相比,PGL及LOX的粗酶活分别提高了3.1倍和1.89倍,GFP的荧光强度提高了16.22倍。S1vw的3种融合酶均可用镍柱进行亲和纯化,并具有较高的回收率。PGL及LOX在对应的热处理条件下,与野生型相比,半衰期分别提高了2.16倍和3.2倍。将GFP-S1vw在枯草芽孢杆菌及毕赤酵母表达系统中表达,发现在枯草芽孢杆菌中融合蛋白表达量提高明显,但在毕赤酵母中表达量几乎没有改变。说明在原核表达体系中,S1vw可作为一种新型的促表达、稳定化及可纯化的多功能标签。     

枯草杆菌碱性蛋白酶E的纯化和性质

目前国内外研究较多的是地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis)碱性蛋白酶Carlsberg和解淀粉芽孢杆菌(bacillus amyloliquefaciens)碱性蛋白酶BPN’的纯化。鉴于蛋白酶E和蛋白酶BPN’在结构上有15％的非同源性,故我们用修饰纯化蛋白酶BPN’的方法来纯化蛋白酶E(subtilisin E)。     

核酸酶P1的原核表达、纯化及酶学特性分析

为了建立一种核酸酶P1(Nuclease P1,NP1)的原核表达纯化系统,首先采用重叠延伸PCR将22段寡核苷酸拼接,获得人工合成的NP1基因。将其克隆至分泌型表达载体pMAL-p4X获得重组质粒pMAL-p4X-NP1,然后将重组载体转化T7 Express和Origami B(DE3)菌株诱导表达,利用Amylose亲和层析柱纯化获得重组蛋白,并对其活性、热稳定性和金属离子依赖性进行系统分析。SDS-PAGE结果显示,重组蛋白MBP-NP1(Maltose binding protein-NP1)在T7 Express和Origami B(DE3)菌株中均可表达,且以可溶性形式存在。活性检测表明Origami B(DE3)菌株中获得的重组蛋白活性高于T7 Express菌株(75.48 U/mg:51.50 U/mg);利用蛋白酶Factor Xa切除MBP标签后,两种重组蛋白的比活力均有提高,分别为258.13 U/mg和139.20 U/mg。重组NP1表现出良好的热稳定性,80℃温浴30 min后重组酶仍具有90%以上的活力。2.0 mmol/L Zn2+对NP1有比较明显的激活作用,相同浓度的Cu2+则对该酶有强烈的抑制作用。该研究实现了NP1在大肠杆菌系统中的功能性表达,为NP1纯酶的制备提供一个替代途径。     

一种来源于喜热梭孢壳的耐热型β-甘露聚糖酶

[目的]本文旨在挖掘满足工业加工所需的新型耐热β-甘露聚糖酶.[方法]从丝状真菌喜热梭孢壳中克隆甘露聚糖酶基因Mtman1,利用毕赤酵母表达系统进行异源表达,研究重组酶的酶学性质和热处理过程中蛋白构象变化情况.[结果]序列分析显示,Mtman1基因编码409个氨基酸,包含一段20个氨基酸的信号肽序列和一个GH5家族结构...     

金属离子对重组深渊滕黄单胞菌低温α-淀粉酶LamA的活性和稳定性影响

【背景】深渊藤黄单胞菌XH031 (Luteimonas abyssi XH031)是从深海分离到的一株具有很强淀粉降解能力的细菌,前期实验显示其α-淀粉酶LamA在低温环境下仍能保持较高酶活力。若能够提升其热稳定性,会有更好的应用前景。【目的】分析钙离子的存在对LamA热稳定性的影响,并通过钙离子结合位点的关键氨基酸的定点突变,初步明确其作用机制。【方法】在不同的离子条件下检测LamA的热稳定性,利用生物信息学方法预测可能影响钙离子结合及耐热性的氨基酸位点,对目的氨基酸进行定点突变,表达和纯化突变蛋白,并进行功能鉴定。【结果】钙离子明显提高了LamA的热稳定性:在未添加钙离子时,于65°C处理30 min已完全失活;而在5 mmol/L钙离子条件下,于65°C处理30 min后仍具有36%的酶活力。对预测位点进行定点突变后,突变蛋白D200R和H233D/M234C完全失活;N120D、Q185E和T224D活性降低。在未添加钙离子时,突变蛋白稳定性受高温影响程度与野生型差别不大;而在钙离子条件下,N120D在65°C时的酶活力仅为野生型的27.8%,推测位点Asn120与钙离子的结合能够稳定低温酶LamA在较高温度下的结构。【结论】初步明确了钙离子可提升低温α-淀粉酶LamA的热稳定性,为今后相关酶类的工程改造提供理论基础。     

化学添加剂提高重组α-环糊精葡萄糖基转移酶酶制剂稳定性

通过向重组α-环糊精葡萄糖基转移酶 (α-CGT酶) 液中添加化学添加剂以提高其热稳定性及贮存稳定性。在不同温度下研究了添加剂对酶液的贮存稳定性影响,并用圆二色谱 (CD) 研究了CGT酶在近紫外区和远紫外区蛋白质结构与热稳定性的变化关系。当单独加入各种添加剂在50 ℃水浴1 h和室温放置108 d后,发现含有20％甘油的酶液稳定性最好,与未加任何添加剂的对照酶液相比仍有91％和50％的酶活,对照酶液在50 ℃水浴1 h后仅有小于10％的活性,室温放置108 d后已经没有酶活。明胶、CaCl2和PEG40     

嗜热菌耐热机理的研究进展

只在55℃以上的环境中生长的微生物叫嗜热菌。从嗜热菌细胞膜的组成、酶的热稳定性,以及DNA、RNA的耐热机理等方面予以综述,介绍国内外近年来的研究进展。