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水牛瘤胃宏基因组的一个新的b-葡萄糖苷酶基因umcel3G的克隆、表达及其表达产物的酶学特性
引用本文:郭 鸿,封 毅,莫新春,段承杰,唐纪良,冯家勋. 水牛瘤胃宏基因组的一个新的b-葡萄糖苷酶基因umcel3G的克隆、表达及其表达产物的酶学特性[J]. 微生物学报, 2008, 24(2): 232-238
作者姓名:郭 鸿  封 毅  莫新春  段承杰  唐纪良  冯家勋
作者单位:广西亚热带生物资源保护利用重点实验室, 广西大学, 南宁 530005; 广西大学生命科学与技术学院, 南宁 530005;广西大学生命科学与技术学院, 南宁 530005;广西大学生命科学与技术学院, 南宁 530005;广西亚热带生物资源保护利用重点实验室, 广西大学, 南宁 530005; 广西大学生命科学与技术学院, 南宁 530005;广西亚热带生物资源保护利用重点实验室, 广西大学, 南宁 530005; 广西大学生命科学与技术学院, 南宁 530005;广西亚热带生物资源保护利用重点实验室, 广西大学, 南宁 530005; 广西大学生命科学与技术学院, 南宁 530005
基金项目:国家自然科学基金资助(No. 30560003), 教育部新世纪优秀人才支持计划资助(No. NCET-05-0752)和广西科技攻关计划资助(桂科攻0630003-7)。
摘    要:以木质纤维素为原料、应用同步糖化共发酵工艺发酵生产酒精时需要酸性中低温高活力纤维素酶包括b-葡萄糖苷酶。本工作分6次构建了水牛瘤胃未培养微生物宏基因组文库, 获得1.26×105个克隆, 文库含外源DNA的总长度 约为4.8×106 kb。从文库中筛选到118个表达b-葡萄糖苷酶活性的独立克隆。发现其中8个克隆表达的b-葡萄糖苷酶在pH5.0、37oC条件下活性较强。对其中一个克隆进行了亚克隆, 序列分析发现一个2223 bp的潜在的编码b-葡萄糖苷酶基因(umcel3G)的开放阅读框(ORF), 其编码产物的氨基酸序列与来自于 Bacillus sp.的一个b-葡萄糖苷酶同源性最高, 具有60%的一致性和73%的相似性。该ORF在E.coli中的表达产物Umcel3G的分子量与预测大小相似, 酶谱分析表明该表达产物具有b-葡萄糖苷酶活性, 证实该基因为一个b-葡萄糖苷酶基因。测定了用Ni-NTA纯化的Umcel3G的酶学特性, 其最适pH和最适温度分别为6.0~6.5和45oC。一些金属离子如Ca2+、Zn2+能显著提高该酶的酶活, 而另外一些金属离子如Fe3+、Cu2+能抑制Umcel3G的活性。在pH4.5、35oC和5 mmol/L的 Ca2+存在的条件下, 用Ni-NTA纯化的重组酶的比活为22.8 IU/mg, 说明该酶在用SSCF工艺发酵生产酒精中有潜在的应用价值。

关 键 词:未培养微生物   宏基因组   b-葡萄糖苷酶   木质纤维素   同步糖化共发酵

Cloning and Expression of a b-Glucosidase Gene umcel3G from Metagenome of Buffalo Rumen and Characterization of the Translated Product
Hong Guo,Yi Feng,Xinchun Mo,Chengjie Duan,Jiliang Tang and Jiaxun Feng. Cloning and Expression of a b-Glucosidase Gene umcel3G from Metagenome of Buffalo Rumen and Characterization of the Translated Product[J]. Acta microbiologica Sinica, 2008, 24(2): 232-238
Authors:Hong Guo  Yi Feng  Xinchun Mo  Chengjie Duan  Jiliang Tang  Jiaxun Feng
Affiliation:Guangxi Key Laboratory of Subtropical Bioresource Conservation and Utilization, Guangxi University, Nanning 530005, China; College of Life Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530005, China;College of Life Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530005, China;College of Life Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530005, China;Guangxi Key Laboratory of Subtropical Bioresource Conservation and Utilization, Guangxi University, Nanning 530005, China; College of Life Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530005, China;Guangxi Key Laboratory of Subtropical Bioresource Conservation and Utilization, Guangxi University, Nanning 530005, China; College of Life Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530005, China;Guangxi Key Laboratory of Subtropical Bioresource Conservation and Utilization, Guangxi University, Nanning 530005, China; College of Life Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530005, China
Abstract:
Keywords:uncultured microorganism   metagenome   b-glucosidase   lignocellulose   simultaneous saccharification and cofermentation (SSCF)
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