古细菌Pyrococcus furiosus高嗜热α-淀粉酶基因在大肠杆菌中的分泌表达

该文将大肠杆菌表达载体pKK223—3中含tac启动子的片段以BamH I、EcoR I酶切后接入表达载体pET28a中，构建成新的表达载体pE tac，通过PCR扩增获得p.furiosus胞外α-淀粉酶完整结构基因，接入PEtac中，转化大肠杆菌JM109。在IPTG诱导下，转化子周质中能测出明显酶活，证明Pyrococcus furiosus的胞外α-淀粉酶能在自身信号肽引导下分泌到大肠杆菌细胞周质中。重组酶最适pH为4．5，最适温度为95℃，重组酶经121℃保温1h，酶活仍能保持50%以上，性质与由p.furiosus自身分泌的胞外α-淀粉酶相似。     

纤维微菌β-1,3-葡聚糖酶的克隆表达及对灵芝细胞壁的水解作用

该文旨在研究一种酶解灵芝(Ganoderma lucidum)菌丝体从而提高其胞内蛋白提取效率的方法。通过PCR方法扩增获得纤维微菌(Cellulosimicrobium sp.)CICIM6906的β-1,3-葡聚糖酶编码基因，该基因命名为bgl6906并与表达载体连接，构建重组质粒pET28a-bgl6906,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),获得重组大肠杆菌BL21(DE3)/pET28a-bgl6906。重组菌在TB培养基中进行诱导表达，表达产物在自身信号肽引导下大部分分泌到细胞外。以茯苓多糖为底物时，重组酶BGL6906纯酶比酶活力为567.8 U/mg,最适pH为5.5,最适温度为50℃。重组菌在15 L发酵罐中发酵72 h胞外酶活力达到67 U/mL。重组酶BGL6906与果胶酶交替水解灵芝菌丝体培养物，可以有效水解细胞壁，获得部分原生质体。进一步辅助短时超声波破碎可以大幅度提高灵芝胞内产物的释放。     

耐酸性高温α-淀粉酶突变基因在大肠杆菌中的表达及酶学性质研究

利用表达载体pET-30a,实现了去信号肽的耐酸性高温α-淀粉酶突变基因amyd及未突变的高温α-淀粉酶基因amy在大肠杆菌BL21(DE3)中的高效表达。经多步纯化,重组酶AMY及AMYD的比活分别达到312.7U/mg蛋白和354.6U/mg蛋白,纯化倍数分别为75.90和83.83,获得凝胶电泳条带单一的蛋白样品,经SDS-PAGE检测,AMY及AMYD酶分子质量均为63.5ku。重组酶AMY的最适温度80℃,最适反应pH为6.5,在温度低于90℃,反应pH5.5~7时,酶活较稳定。重组酶AMYD的最适温度80℃,最适反应pH为4.5,在温度低于90℃,反应pH4.0~6.5时,酶活较稳定。     

北京棒杆菌高丝氨酸脱氢酶基因的克隆与表达产物活性测定

以北京棒杆菌E31染色体DNA为模板,用PCR法扩增了高丝氨酸脱氢酶(HD)基因。将结构基因装载于pET-28a质粒的T7启动子下游,得到了重组表达质粒pET-HD。将其转入大肠杆菌(E.coli)BL21(DE3),经异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导,获得了高效的表达。含表达质粒的菌体胞内粗提液经酶活分析表明,高丝氨酸脱氢酶的活性为不含重组质粒的对照菌的10倍。     

宇佐美曲霉木聚糖酶基因在大肠杆菌中的表达与优化

从宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)E001中克隆木聚糖酶基因xynⅡ,将不含原酶信号肽编码序列的xynⅡ以正确的读码框克隆到大肠杆菌表达载体pET-28a中,构建成重组质粒pET-Xn并转化大肠杆菌,得到重组工程菌KN21。通过对其进行IPTG浓度、温度等诱导培养条件的优化后,胞内重组木聚糖酶活力最高达到81.77U/mg。对重组木聚糖酶进行酶学性质研究,显示其最适温度为45℃,最适pH为4.5。     

嗜热菌Geobacillus sp.HB1的分离鉴定及其α-淀粉酶基因克隆表达

淀粉加工和利用是广西的支柱产业,各种优良淀粉酶的开发一直是研究热点。本文从云南腾冲热海温泉分离到一株产嗜热Ⅶ-淀粉酶的菌株Geobacillus sp.HB1,经扩增其16Sr DNA测序比对,表明其与已公布基因组序列的嗜热芽孢菌Geobacillus sp.C56-T3具有99%的相似性。根据Geobacillus sp.C56-T3的AMY2基因设计引物,从Geobacillus sp.HB1中扩增出Ⅶ-淀粉酶基因HBCANH1,其与AMY2基因的核苷酸序列和氨基酸序列的一致性分别为96.7%和98.0%,以p ET-22b(+)为载体构建重组质粒p HBCANH1并在大肠杆菌中获得了外源基因的表达,经破胞后测得表达活力为172.38U/m L。重组酶HBCANH1最适反应温度为70℃,最适反应p H为6.4,具有较好的应用研究前景。     

α-淀粉酶的耐酸性改造及在枯草芽孢杆菌中的分泌表达

α-淀粉酶基因经改造后,克隆到穿梭质粒pBE2中。在α-淀粉酶基因的上游连接枯草芽孢杆菌sacB基因的启动子-信号肽序列(sacR),构建了含突变α-淀粉酶基因的分泌型诱导表达载体pBSAT,转化蛋白酶三缺陷枯草芽孢杆菌菌株DB403。含有pBSAT的菌株可将突变α-淀粉酶分泌到胞外,表明sacB基因的启动子-信号肽序列(sacR)能很好的将枯草芽孢杆菌中的重组α-淀粉酶引导到胞外,完成分泌表达。分泌的α-淀粉酶具有较高的耐酸性及生物学活性。     

嗜热古菌高温酸性淀粉酶基因合成和大肠杆菌中的表达

BD5088是来源于1种嗜热球菌Thermococcus sp.的高温酸性α-淀粉酶的人工突变体,研究中根据BD5088基因的氨基酸序列,经密码子优化,用2步PCR法合成去信号肽后的成熟肽基因。该基因全长1311bp,由436个氨基酸组成。现将其克隆到大肠杆菌的表达载体pET30a上,在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,表达出的目的蛋白分子量约为48ku,大小与理论值一致,经过Ni+树脂纯化,得到纯化后的重组酶BD5088。重组α-淀粉酶BD5088具有α-淀粉酶的活性,最适反应温度范围为70～85°C,最适反应pH值为5.6～6.0,在100℃下酶活性半衰期约30min。活性不依赖于Ca2+。本研究为该基因在毕赤酵母中的表达和基因的定向进化改造打下了基础。     

大肠杆菌谷氨酸脱羧酶A的基因克隆与表达及其酶学性质

目的:研究大肠杆菌谷氨酸脱羧酶A的基因克隆与表达及其酶学性质。方法:首先采用PCR技术克隆编码大肠杆菌谷氨酸脱羧酶A的基因gadA,并将该基因克隆至载体pET-28a(+)中,形成重组质粒pET28a-gadA;然后将该重组质粒转化至大肠杆菌BL21,构建重组菌株大肠杆菌BL21/pET28a-gadA。进一步采用Ni~(2+)亲和层析色谱分离纯化谷氨酸脱羧酶A,研究其酶学性质。结果:经PCR和双酶切鉴定,重组质粒pET28a-gadA构建成功。SDS-PAGE分析表明Ni~(2+)亲和层析纯化后得到电泳纯级谷氨酸脱羧酶A,其比活力为19 U/mg,得率为12.8%。在pH 4.5时,谷氨酸脱羧酶A的酶活力最高。该酶的最适温度为50℃,且在40℃时有较高的热稳定性,70℃时热稳定性较差,酶活力仅为初始酶活的17.9%。Cu~(2+)对该酶的酶活力有较强的抑制作用,Ba~(2+)、Co~(2+)和Mg~(2+)对其酶活力影响不大,Ca~(2+)能显著增加该酶的酶活力。结论:研究结果为深入理解谷氨酸脱羧酶A的酶学性质及其γ-氨基丁酸的制备提供了试验基础。     

芽胞杆菌XM-1酸性α-淀粉酶基因的克隆及原核表达

为使枯草芽胞杆菌XM-1菌株酸性α-淀粉酶基因高通量表达,提高酶产量,利用PCR方法从基因组DNA中扩增出该酶基因As-Amy,并构建pET30a(+)/As-Amy原核表达载体,在大肠杆菌BL21中成功表达。测序结果表明As-Amy基因编码框全长为1434bp(Genbank登录号GQ153530),编码477个氨基酸,预测蛋白质分子质量为61ku。序列比对分析表明,As-Amy与多个枯草芽胞杆菌α-淀粉酶基因相似性在98%以上,所编码氨基酸与枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis natto)IAM1212同源性最高。SDS-PAGE分析显示,As-Amy基因在大肠杆菌BL21中获得表达,酶活力较原菌株XM-1提高了2.7倍,表达蛋白分子质量大小与预测值相符。     

黄曲霉寡聚-1,6-葡萄糖苷酶基因的克隆及其在工业酿酒酵母CICC1346中的表达

通过重叠延伸PCR(gene splicing by overlap extension,SOE-PCR)扩增黄曲霉寡聚-1,6-葡萄糖苷酶基因和酿酒酵母α-信号肽序列,定向重组到整合型表达载体pδRCMB中,并在CICC1346中实现分泌表达;然后通过同源建模、利用分子模拟软件Discovery Studio 4.1分析其蛋白结构,以对硝基苯-α-D-葡萄糖吡喃苷(pNPG)为底物,建立并确定酶活反应条件,并进行纯化、酶学性质分析;将密码子优化后序列在CICC1346中实现分泌表达,利用淀粉进行共发酵实验。结果显示:重组酶突变后相对野生型蛋白结构无影响。SDS-PAGE分析重组重组酶大小约为70 kDa;优化后最高酶活达到0.69 U/m L,重组酶最适pH为6.5,在pH4.5.0~7.0维持90%以上的酶活;最适温度为40℃,在30~40℃维持接近100%的酶活;受Cu~(2+)和Mn~(2+)严格抑制;寡聚-1,6-葡萄糖苷酶与α-淀粉酶及糖化酶协同利用淀粉产乙醇,提高淀粉水解效率。这是首次报道黄曲霉的寡聚-1,6-葡萄糖苷酶基因在酿酒酵母整合型分泌表达。     

Bacillus altitudinis SYBC hb4碱性β-葡萄糖苷酶基因的克隆表达及酶学性质的研究

为获得耐碱性β-葡萄糖苷酶,进一步研究碱性β-葡萄糖苷酶的酶学性质。从实验室已有蜂蜜中筛选出一株耐碱性的高地芽孢杆菌Bacillus altitudinis SYBC hb4,根据Bacillus altitudinis SYBC hb4中β-葡萄糖苷酶(bglA)基因序列设计一对引物,通过PCR扩增技术,获得β-葡萄糖苷酶基因(bglA),将扩增后的bglA与质粒pColdII构建重组表达载体pColdII-bglA,并转化至大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中表达。重组表达的β-葡萄糖苷酶酶活可达12.40 U/mL;该重组β-葡萄糖苷酶最适反应温度为60℃;最适反应pH值为pH 8.0;5 mmol/L的Mg~(2+)可使酶活提高50%左右。本实验所获得的碱性β-葡萄糖苷酶比已报道的重组酶在碱性条件下稳定性更好。     

α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶在毕赤酵母中的表达及其对大麦麦芽过滤性能的影响

PCR技术从黑曲霉(Aspergillus niger)基因组扩增获得1个全长1 790 bp的α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶基因,基因含有1个50 bp的内含子序列,其对应的蛋白质序列含有5个O糖基化位点和9个N糖基化位点,N端含有18个氨基酸的信号肽序列。将目的基因与表达载体pPICZαA连接并在毕赤酵母X-33诱导表达,获得重组α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶。重组酶的相对分子质量为70 kDa,最适反应pH和温度分别为pH 5.5和50℃;金属离子Cu~(2+)、Zn~(2+)和Fe~(2+)对重组酶的酶活有抑制作用,Fe~(3+)对重组酶的酶活有促进作用;以4-Nitrophenylα-L-arabinofuranoside为底物测得酶的Km值和Vmax值分别为0.78 mmol/L和2.57μmol/(min·mg)。在大麦麦芽协定糖化的初始阶段添加31.2 mU/g重组酶,麦汁的过滤速度提高了12.8%。以大麦麦芽阿拉伯木聚糖为底物,α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶与木聚糖酶有较好的协同作用。     

黑曲霉木聚糖酶（xynZF-2）基因克隆、表达及酶学性质分析

利用RT-PCR技术从黑曲霉（Aspergillusniger）XZ-3S中成功克隆出木聚糖酶基因（xynZF-2）的cDNA序列（Genbank登录号为：JQ700382）。该基因核苷酸序列阅读框全长678bp,编码225个氨基酸,其中成熟肽为107个氨基酸。以重组质粒pUCm-T—xynZF-2为模板,扩增得到编码xynZF－2成熟肽的cDNA片段（624bp）。将其与表达载体pET－28a连接,构建重组表达载体pET－28a—xynZF－2,并转化大肠杆菌（Escherichiacoh）BL21（DE3）,获得重组工程菌BL21／xynZF-2。经IPTG诱导表达,木聚糖酶的的比酶活最高可达42．33U／mg。重组表达的木聚糖酶最适反应温度为40℃,最适反应pH为5．0,在碱性条件下具有良好的稳定性。Fe^3＋对酶的激活作用最为明显。     

重组枯草芽孢杆菌α-淀粉酶基因工程菌构建与表达

根据GenBank枯草芽孢杆菌α-淀粉酶基因序列设计引物,以枯草芽孢杆菌基因组为模板,PCR克隆α-淀粉酶基因(amy),将α-淀粉酶基因插入穿梭表达载体pP43C,构建重组质粒pP43Camy。随后将重组质粒转化八种蛋白酶缺陷的宿主枯草芽孢杆菌WB800,经筛选获得重组枯草芽孢杆菌α-淀粉酶基因工程菌WB800/pP43Camy1026,工程菌摇瓶发酵酶活力达960U。性质研究表明,重组α-淀粉酶的最适作用温度为70℃,最适反应pH为6.0,具有良好的应用潜力。     

Coprinopsis cinerea 漆酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

本文通过RT-PCR从Coprinopsis cinerea okayama7#130中克隆得到laccase1,应用SignalP3.0Server软件分析其氨基酸序列后设计不含信号肽序列的新引物扩增得到不含信号肽的漆酶基因1（lac1）,并构建重组酵母表达载体pPIC9K-lac1,电击转化毕赤酵母GS1115并用甲醇诱导表达,之后研究重组酶的酶学性质。克隆得到的laccase1全长为1593bp,编码530个氨基酸,其中信号肽包含18个氨基酸。SDS-PAGE显示重组蛋白大小约为65KDa。酶学性质研究表明,该酶最适反应温度为45℃,最适pH为4.3。重组漆酶在45℃保存3h后活性基本保持不变,在pH4.0～10.0的范围内稳定性较好。成功分泌表达的漆酶活力达到1.108U/mL。     

重组大肠杆菌γ-谷氨酰转肽酶的pET载体的选择及乳糖诱导作用的初步研究

采用PCR技术以E.coliK-12基因组DNA为模板扩增出γ-谷氨酰转肽酶基因,克隆至原核表达载体pET28(a)和pET32(a)中,经测序鉴定后转化大肠杆菌BL21(DE3),借助SDS-PAGE分析方法,对于用乳糖诱导,由T7 lac启动子控制的重组目的产物蛋白的表达规律进行了优化研究.在对诱导条件进行优化控制的前提下,分析比较了乳糖诱导pET28(a)/]-ggt和pET32(a)/γ-ggt两种重组质粒表达大肠杆菌γ-谷氨酰转肽酶蛋白的可溶性及酶活.实验结果表明,对于T7lac启动子控制的重组目的产物,乳糖作为诱导剂也可以起到很好的诱导表达效果,低温培养下,乳糖诱导pET32(a)/γ-ggt重组质粒表达γ-谷氨酰转肽酶具有更高的蛋白可溶性和酶活. 杆茵BL21(DE3),借助SDS-PAGE分析方法,对于用乳糖诱导,由T7 lac启动子控制的重组目的产物蛋白的表达规律进行了优化研究.在对诱导条件进行优化控制的前提下,分析比较了乳糖诱导pET28(a)/]-ggt和pET32(a)/γ-ggt两种重组质粒表达大肠杆菌γ-谷氨酰转肽酶蛋白的可溶性及酶活.实验结果表明,对于T7lac启动子控制的重组目 产物,乳糖作为诱导剂也可以起到很好的诱导表达效果,低温培养下,乳糖诱导pET3     

褐藻胶裂解酶的基因克隆及表达条件优化

采用大肠杆菌（Escherichia coli）表达海洋弧菌（Vibrio sp.）X511的褐藻胶裂解酶基因,以实现对该酶的大量制备及酶学性质研究。通过序列分析,预测该酶的前20个氨基酸为信号肽,去除信号肽后的蛋白质分子质量约为30 254.28 Da,等电点8.75,分子式为C1368H2100N364O401S6 ,对应的基因序列命名为alg1987。按如下方案构建重组菌：设计特异性核酸引物,PCR扩增得到alg1987;将重组质粒pET-30(a)-alg1987导入大肠杆菌Trans5α进行测序;提取阳性pET-30(a)-alg1987质粒导入大肠杆菌BL21,利用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（IPTG）诱导表达。十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）检测诱导后的重组菌胞液上清,发现异源表达的褐藻胶裂解酶分子质量大小与预测值相近。对重组菌中的褐藻胶裂解酶进行表达条件优化,结果显示,最适参数为诱导温度16 ℃,诱导时间16 h,诱导剂IPTG浓度0.8 mmol/L。     

栖热袍菌α-葡糖苷酶的基因克隆表达及酶学性质

用分子克隆手段获得栖热袍菌(Thermotoga neapolitana DSM 4359)中的α-葡糖苷酶基因,构建该基因的原核表达载体,并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。以Thermotoga neapolitana DSM 4359的α-葡糖苷酶基因DNA为模板,通过PCR扩增目的基因,并连接至表达载体中,构建重组质粒pET-28a-glu,然后转化到大肠杆菌中,加IPTG诱导获得重组蛋白。提取粗酶,用葡萄糖测定试剂盒测酶活。序列分析结果表明,该基因的读码框碱基长度为2166bp,编码722个氨基酸;SDS-PAGE电泳结果表明,α-葡糖苷酶基因在大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达,蛋白分子量约为62KDa;酶的最适反应温度为70℃,最适pH为5.0。     

大麦β-淀粉酶基因在大肠杆菌中的异源表达

大麦来源的β-淀粉酶具有稳定性高和工业应用效果好的优点,被广泛应用于食品、酿造以及粮食加工,但是其制备成本高,价格较昂贵。该研究使用大肠杆菌异源表达大麦来源的β-淀粉酶。首先通过基因合成技术获得密码子优化的大麦来源的β-淀粉酶基因,将该基因通过质粒p ET28a(+)在大肠杆菌BL21(DE3)中过量表达获得重组β-淀粉酶。其次,对重组表达的β-淀粉酶和大麦中直接提取的β-淀粉酶进行酶学性质比较分析。结果表明,重组表达的β-淀粉酶其分子质量大小与大麦中β-淀粉酶一致,即59 k Da,重组的β-淀粉酶比酶活由大麦来源的588 U/mg降为285.5 U/mg,最适作用温度降低了10℃,最适p H保持一致。所以,大麦β-淀粉酶能够在细菌中高效表达,但是其酶学性质发生较大改变。