嗜热菌Thermus sp.YBJ-1的分离和淀粉酶基因的克隆

从西藏热泉水样分离得到一株嗜热菌(YBJ-1),其16S rDNA(1511bp)序列与栖热菌(Thermus scotoductus ITI-252T)的同源性为98％。通过PCR技术将Thermus sp．YBJ-1的淀粉酶基因(amyT)全长开放阅读框克隆到T载体。分析表明,amyT的ORF全长为1767bp,编码588个氨基酸。推导的氨基酸序列与嗜热脂肪芽孢杆菌的阿尔法环糊精酶(Bacillus stearothermophilus alpha-eyclodextrinase)和栖热菌Thermus sp．IM6501的麦芽糖淀粉酶(Thermus sp．IM6501 mahogenic amylase)分别有99％和96％的同源性,与嗜热脂肪芽孢杆菌的新普鲁兰酶(neopullulanase)的同源性为81％。     

环糊精对绿豆下胚轴不定根形成的影响

10-3-10-2mol／β-环糊精能明显促进绿豆插条不定根根原基形成,增加不定根数目和总根长．10-4-10-2mol／Lβ-环糊精能提高不定根的鲜重、干重和可溶性蛋白质含量,降低IAA氧化酶活性,减少不定根的平均根长,但对下胚轴的鲜重和干重影响不明显．10－3mol／Lβ-环糊精能提高插条的不定根活力．     

表面活性剂对大肠杆菌胞外生产α-环糊精葡萄糖基转移酶的影响

研究了不同浓度表面活性剂Tween-80,Triton X-100,SDS对大肠杆菌生产α-环糊精葡萄糖基转移酶（α-CGT酶）的影响。结果表明：发酵初始添加Tween-80和Triton X-100的最适浓度分别为2％,0.5％,最终胞外酶活分别达2.03U/ml和4.92U/ml,相对于未添加表面活性剂时提高4.6倍和12.67倍,且改变添加时间不能提高酶的产量;发酵36 h添加0.02％SDS对α-CGT酶产量促进最大,最终胞外酶活达5.31U/ml,较对照组提高12.75倍。表面活性剂对α-CGT酶生产的促进作用可能是由大肠杆菌细胞内外膜渗透性增加所致,使细胞周质空间中α-CGT酶能更加快速地渗透到胞外。     

大黄酚与甲基化-β-环糊精的超分子包合和体外释放特性研究

为提高大黄酚(Chr)的水溶性,采用电磁搅拌-喷雾干燥法(ES)制备Chr-甲基化-β-环糊精(M-β-CD)包合物,通过相溶解度、体外释放特性等实验考察Chr包合前后的溶解、释放特性。结果发现:不同温度下Chr的相溶解度图均呈现出AL型特点,在25、35和45℃条件下Chr与M-β-CD包合过程的超分子包合常数分别为6.56×102、7.85×102、1.09×103L/mol;包合过程的△H0为20.09 kJ/mol;△S0为121.11 J/(mol·K);△G0分别为-16.01、-17.21、-18.42 kJ/mol;Job’s测定显示Chr与M-β-CD可自发形成摩尔比为1:1的包合物;形成的超分子包合物均有较好的增溶作用,整个包合过程体现为熵驱动过程。体外释放实验表明:ES法制备的包合物的累积释放率明显优于Chr原药和Chr与M-β-CD的物理混合物。Chr-M-β-CD包合物理化性质及体外释药性能良好,有望成为理想的Chr给药系统。     

重组β-环糊精葡萄糖基转移酶生产β-环糊精的工艺条件优化

将来自于Bacillus circulans 251的β-CGTase编码基因克隆到表达载体pET-20b(+),转化Escherichia coli BL21(DE3)。经酶活检测培养基上清中的β-CGTase酶活为20 U/mL。对酶转化淀粉生成β-环糊精的反应条件进行了优化,结果表明,当底物马铃薯淀粉浓度15%,反应初始pH5.5,温度30℃,加酶量10 U/g干淀粉,环己烷浓度2.5%-5%(V/V),转化周期24 h,β-环糊精转化率达到最高值75.3%,是国内外报道的酶法生产β-环糊精的最高水平。     

基于分子动力学模拟的高γ-环糊精专一性环糊精糖基转移酶理性改造

【背景】环糊精糖基转移酶的分子动力学模拟较传统基因改造而言能有效提高改造效率,减少盲目性。【目的】探究环糊精糖基转移酶的催化专一性机理,为获得产γ-环糊精专一性更高的环糊精糖基转移酶提供高效突变菌株方法。【方法】通过分子对接和分子动力学模拟,获得3种产物类型CGTase与底物的对接模拟结构,并通过定点突变实验进行验证。【结果】分子动力学模拟结果显示α-和β-CGTase与十糖链在酶蛋白S1区域呈现闭合的形态,而γ-CGTase和十糖链在S1区域呈现更易于生成γ-环糊精的张开形态;3种CGTase与十糖链在相同位置存在氢键的氨基酸共有17个相对应位点,其中14个位点的氨基酸种类一致,不一致的3个氨基酸对应α-CGTase位点分别为Y89、D234和Y262。本研究对Y262位点进行定点突变和产物专一性实验,结果显示经过分子动力学预测的Y262L有助于提高产γ-CD专一性,从野生酶的13.7%提高到39.9%,γ-环糊精产物比例提高了3倍。【结论】分子动力学模拟结果对于指导环糊精糖基转移酶的专一性内在机理具有一定的正向指导意义。     

β—环糊精包合荧光法监测蛇床子素的血药浓度

用β-环糊精(β-CD)为包合试剂的荧光法对兔体血浆中蛇床子素的血药浓度进行24h的监测,达峰时间为0.75 h,血中蛇床子素的含量在3.02×10-6～7.26×10-6g/ml之间,方法简便、快速、效果良好.     

环糊精的药学应用

环糊精是一类由D-吡喃型葡萄糖单体以α-1,4-糖苷键相互连接而成的环状低聚糖。这种环状的低聚糖形成了一种内穴疏水、外缘亲水的特殊结构。因此,环糊精能够和脂溶性药物分子形成包合物,从而可以增加脂溶性药物分子的水溶性和稳定性。同时,这些低聚糖自身无毒性,亦没有明显的药理活性。这些使得环糊精被广泛应用于食品、化妆品和药品当中。作为一种新型的药物赋形剂,环糊精广泛应用于口服、静脉注射和鼻下给药等多种药物剂型,目前在市场上至少有35种环糊精相关的药品,相信在不久的将来,环糊精在药学领域会得到越来越广泛的应用。本文综述了环糊精类的结构特点、包合性能、药物代谢、毒理学性质和目前在药学领域的应用。     

应用易错PCR技术提高环糊精葡萄糖基转移酶的可溶性表达

【目的】对嗜热脂肪芽孢杆菌CHB1的环糊精葡萄糖基转移酶(CGTase)基因进行定向进化,筛选得到胞外酶活性和可溶性表达定量提高的突变酶。【方法】采用易错PCR技术向环糊精葡萄糖基转移酶基因中随机引入突变,建立酶基因突变文库,筛选获得胞外酶活性和可溶性表达定量提高的突变体,并对突变酶进行诱导表达、纯化及部分酶学性质研究。【结果】通过筛选获得CGTase胞外酶活性和可溶性表达定量提高的突变菌株ds-6和ep-9,其胞外α-环化活力分别是原始酶的1.72倍和2.18倍,可溶性表达量提高了1倍。序列分析表明,突变体ep-9有3个碱基发生了变化:G2005A/A2037G/T2081G,其中有2个碱基突变导致了氨基酸的改变。SWISS-MODEL数据库模拟CGTase的结构表明,2个突变氨基酸分别位于无规卷曲和β-转角/折叠之间的转角中。酶学性质测定表明:突变CGTase的β-环化比活力是原始酶的2.44倍,总环化比活力提高了34%,K_m值由4.3 g/L降低到3.74 g/L;在pH稳定性方面较原始酶有所提高。单碱基定点突变证实突变体ep-9可溶性表达水平及胞外酶活性提高的关键突变是G2005A。【结论】本试验表明:基于易错PCR技术获得嗜热芽孢杆菌CHB1的CGTase的胞外酶活和可溶性表达定向进化,G2005A突变对于提高CGTase的可溶性表达及胞外酶活起关键作用,这对认识CGTase的构效关系以及进一步改造该酶分子、扩大酶的生产应用具有重要意义。