海藻糖合成酶产生菌筛选、鉴定及其产酶特性

以麦芽糖为唯一碳源高盐培养基,经高温培养,从温泉水样及其附近土壤中筛选得到一株菌株T2,经过生物合成途径初步验证,该菌株产海藻糖合酶,能够通过海藻糖合成酶（TreS）途径将麦芽糖转化为海藻糖。菌株T2为革兰氏阳性菌,杆状,有芽孢,经过生物学鉴定,将其初步鉴定为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）。对其产海藻糖合酶的酶学性质进行了研究：酶反应最适作用温度为60 ℃,在60 ℃条件下保温100 min仍能保持酶活性80.7%;最适作用pH值为7.0,在pH 6.0～7.5范围内稳定。采用正交试验对其发酵培养基配方进行了优化研究,确定了最佳的培养基组成为牛肉膏3.0 g/L,麦芽糖20.0 g/L,蛋白胨7.5 g/L,无机盐（K2HPO4＋NaH2PO4＋MgSO4·7H2O）3.0 g/L。在此条件下,菌株T2产海藻糖合酶酶活力达到310.6 U/L。     

谷氨酸棒杆菌表达大肠杆菌来源海藻糖酶

对谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum,C.glutamicum）表达大肠杆菌（Escherichia coli,E.coli）来源海藻糖酶进行研究。构建重组C.glutamicum菌株Cgtrl表达E.coli BL21来源海藻糖酶。菌株Cgtrl海藻糖酶最适表达条件：诱导剂异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside,IPTG）添加量为0.5 mmol/L,诱导温度为22℃,诱导时间为12 h。在最适表达条件下重组海藻糖酶酶活为9.1 U/mL。重组海藻糖酶酶学性质研究表明,未经纯化的重组海藻糖酶具有较好的底物特异性能,专一性水解海藻糖,海藻糖水解率在96%以上,低温条件下稳定性较好,能够长时间低温保存,最适作用温度为45℃,最适作用pH值为6.6。     

海藻德合酶基因工程菌诱导表达条件的研究

实验将构建后的重组质粒pET21TreS转入大肠杆菌Rosetta gami(DE3)中,得到海藻糖合酶基因工程菌,并通过对培养时间、温度及诱导剂浓度等条件的优化,对其进行诱导表达,得到了该基因工程菌诱导表达的最适条件:发酵培养至菌体浓度(OD_(600))至0.6～0.8时,以1mmol/L浓度的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTC),37℃,诱导2h后得到的蛋白表达量较高.     

嗜热地衣芽孢杆菌SR01葡聚糖酶基因的原核表达及酶学性质研究

从一株嗜热地衣芽孢杆菌SR01中克隆了β-葡聚糖酶的编码基因,并通过原核表达对重组酶的酶学性质进行了研究。结果显示,该酶编码基因ORF包含741bp,编码246个氨基酸,理论分子量为28.03ku,等电点为6.42。在温度30℃、浓度0.05mmol/L条件下IPTG诱导4h,重组蛋白得到显著表达。酶的最适反应温度、pH值分别为55℃、pH6.0~7.0;在温度40~90℃、pH5.0~10.0条件下具有良好的稳定性。Cu2+、Fe2+、Ca2+、Ba2+、Mn2+、EDTA对该酶有不同程度的抑制作用,K+、Na+对该酶起轻微的激活作用。该酶对体外模拟胃肠环境具有较好的耐受性,在模拟胃液中放置90min仍有80%左右的活性,胰液对该酶有一定的激活作用。     

水生栖热菌FL-03海藻糖合酶基因克隆及原核表达

海藻糖合酶(Trehalose synthase,TreS)属于α-淀粉酶家族(α-amylase family),是生物体内通过TreS途径生成海藻糖的一种酶类。利用PCR技术,从水生栖热菌FL-03菌株FL-03中扩增了海藻糖合酶基因(TresC01),将其克隆到原核表达载体pET-28a(+),得到重组质粒P-TresC01,转化E.coliBL21(DE3),IPTG诱导表达,重组蛋白经SDS-PAGE分析,得到一条分子量约为110ku的特异条带,并经Western blotting分析鉴定,表明成功构建重组质粒P-TresC01并在大肠杆菌中表达,为进一步的研究奠定基础。     

产气肠杆菌B19中β-甘露聚糖酶基因的克隆表达及酶学性质研究

将产气肠杆菌B19中的β-甘露聚糖酶基因(ManE)进行克隆,获得全长ManE基因序列,将ManE基因与pET28a(+)表达载体连接,转入大肠杆菌BL21(DE3)中,构建重组菌株BL21(DE3)-pET-28a(+)-ManE,并成功表达了重组β-甘露聚糖酶。结果表明:克隆得到ManE基因序列全长为2196 bp,编码731个氨基酸。通过Ni柱亲和层析法分离纯化得到纯度较高的重组β-甘露聚糖酶,其分子量大小约为82.5 ku。重组β-甘露聚糖酶的酶学性质研究结果显示:最适反应温度和最适pH分别为55℃和6.5,在温度50~55℃,pH4.0~7.0的范围内都能保持较好的稳定性。1 mmol/L浓度的Co2+、Mn2+、Zn2+、Ba2+和Ca2+对重组β-甘露聚糖酶的酶活有不同程度的激活作用。而K+、Mg2+和Cu2+对该重组酶有不同程度的阻碍作用,其中Cu2+对该重组酶催化活性的抑制作用最强,酶活降低到最大酶活力的65.3%。本研究实现了β-甘露聚糖酶的异源表达,这些结果为该酶的进一步工业化应用提供了重要的理论依据。     

重组超氧化物歧化酶1/3杂合酶在大肠杆菌中表达的优化

目的获取活性高的重组SOD 1/3杂合酶。方法用含pET-SOD 1/3的工程菌诱导表达重组SOD 1/3杂合酶,通过分析SDS-PAGE及SOD酶活性,考察诱导温度、诱导时间、诱导剂浓度、Cu 2+、Zn 2+浓度对重组酶表达量和活性的影响。结果正交试验表明,用1 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)在A600=1.2时诱导,Cu2+、Zn2+浓度分别为2.4 mmol/L,诱导温度15℃,诱导时间12 h,能获得高活性重组SOD 1/3,其比活性为1681U/mg。结论培养温度和Cu2+、Zn2+浓度是优化表达的最主要因素。降低诱导温度有利于重组酶的可溶性表达,添加Cu2+、Zn2+能促进重组酶活性提高。     

产海藻糖合酶菌株筛选的研究

通过高温、高渗等手段从土壤中筛选到l株产海藻糖合酶（trehalosesynthase）滑性较高的菌株T007，其生长湍度15℃-41℃、pH3．0～9．0，并能往〈7％的NaCl盐性培养基中生长。实验证实，T007菌广生的海藻糖合酶能以麦芽糖为底物合成海藻糖。     

一种Kappa-卡拉胶酶的克隆、表达及其酶学性质研究

将来源于Pseudoalteromonas carrageenovora ASY5菌株的κ-卡拉胶酶基因克隆到载体p ET-28a上,并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中表达。克隆得到的κ-卡拉胶酶基因序列全长1194 bp,编码一个由398个氨基酸残基组成的蛋白酶,该蛋白酶的分子量为48 ku,结构域分析表明该κ-卡拉酶符合GH16家族的特点。对重组κ-卡拉胶酶的酶学性质进行考察:重组κ-卡拉胶酶只能够专一性的降解κ-卡拉胶;该酶的最适温度和pH分别是55℃和pH 9.0,重组酶在40℃保温1 h可保持95.0%的活性,在45℃保温1 h残余酶活与对照比较仍保留60.0%,在pH 8.0~10.0的缓冲液中处理30 min,仍能保持80%以上的酶活力,低浓度的Na+和K+以及1mmol/L的Sn~(2+)、Fe3+、EDTA、DTT、Tween-20、Tween-80和Triton X-100、β-mercaptoethanol、SDS、Urea对重组酶活具有显著的促进作用;而高浓度的Na+和K+以及1 mmol/L的Cd~(2+)、Ba~(2+)、Mg~(2+)、Fe~(2+)、Ca~(2+)对重组酶活性有不同程度的抑制作用。     

茶树单宁酶的原核表达及酶学性质表征

基于大肠杆菌的密码子偏好性，对茶树单宁酶基因CsTanA碱基进行优化，基因优化后GC含量为51.9%，密码子适应指数为0.8，优化前后基因序列的一致性为77.8%，以pET-30a为表达载体对优化基因进行重组表达及酶学性质分析。A600 nm约0.6的重组菌株以1 mmol/L的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷在30 ℃诱导12 h，破碎上清液重组单宁酶rCsTanA比活力为0.35 U/mg，镍柱纯化后的rCsTanA比活力为1.53 U/mg，纯化倍数约为4.4。纯化重组单宁酶rCsTanA分子质量为39 kDa，其最适温度和最适pH值分别为40 ℃和7.0。不同金属离子浓度对酶活力的影响存在差异，在低浓度（1 mmol/L）条件下，K＋增强了rCsTanA 37.28%的酶活力，而Ag＋、Cu2＋和Fe3＋使该酶活力均丧失80%以上；而在高浓度（5 mmol/L）条件下，Cu2＋表现出完全抑制rCsTanA活性的特性。表面活性剂（十二烷基硫酸钠、吐温80和十六烷基三甲基溴化铵）和极性溶剂（甲醇、乙醇、丙三醇、异丙醇及丙酮）对rCsTanA活性具有较强抑制作用。本研究不仅实现了茶树单宁酶的表达和酶学性表征，同时也丰富了单宁酶资源，为植物单宁酶的进一步应用研究提供了必要的理论支撑。     

Gene cloning and characterization of a trehalose synthase from Corynebacterium glutamicum ATCC13032

Trehalose synthase (TreS) is an enzyme which produces trehalose from maltose through intramolecular transglycosylation. In this study, a gene (cg2529) encoding for TreS from Corynebacterium glutamicum (CgTS) was cloned and expressed in Escherichia coli. The hexahistidinetagged CgTS showed an optimum temperature and pH of 35°C and pH 7.0, respectively. This enzyme was not thermostable, but stable in a broad pH range from pH 5.0 to 8.5. Its activity slightly increased by 5 mM Mg²⁺ and Fe²⁺, while it was strongly inhibited by 5 mM sodium dodecyl sulfate (SDS). CgTS catalyzed the conversion from maltose into trehalose, and vice versa. Lowering reaction temperature by 5°C from the optimum temperature significantly reduced hydrolysis activity to produce glucose as a by-product compared to transglycosylation activity to produce trehalose, leading to increase in the conversion yields from maltose into trehalose. Consequently, the maximum conversion yield by CgTS reached 69% at 25°C after 9 hr of reaction.     

一株海藻糖产生菌T007酶学特性的研究

对自行从土壤中筛选分离出的一株能合成海糖藻的菌株T007的酶学特性进行了研究。该酶最适反应温度为38～40℃，最适反应pH为pH6．6～7．2，Mg^2＋、K^＋对该酶有一定的激活作用，Ca^2＋、Ba^2＋、Mn^2＋对该酶有抑制作用，而Zn^2＋、Cu^2＋、Hg^2＋则可强烈地抑制该酶活力。试验证实，该菌株是在海藻糖合酶（trehalose svnthase）作用下特异性地以麦芽糖为底物转化为海藻糖的。该细胞酶在4℃保存14d酶活力仍保持稳定，-18℃保存期可延长到30d。     

广东客家娘酒发酵过程中产β-葡萄糖苷酶酵母菌的筛选及酶学性质研究

采用七叶苷分离培养基初筛、4-硝基苯-β-D-吡喃葡萄糖苷（p-NPGal）显色法复筛的方法从广东客家娘酒发酵过程中的酒糟中筛选产β-葡萄糖苷酶能力较强的酵母菌,通过26S rDNA D1/D2区基因序列分析对其进行鉴定,并对其酶学性质进行分析。结果表明,获得1株产β-葡萄糖苷酶能力较强的假丝酵母Candida apicola kj_312。该菌株所产的β-葡萄糖苷酶具有较宽的底物特异性,最适底物为对硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷;最适反应温度为60 ℃,在25～65 ℃范围内,相对酶活力＞50%;最适pH值为4.5,在pH值为4.0～7.0酸性范围内,相对酶活力＞80%;1 mmol/L的Ca2+、Mn2+、Zn2+和Fe2+及100 mmol/L的Ca2+、Zn2+和Fe2+能显著提高酶活力。     

人参皂苷Rb3木糖苷酶的纯化及其酶学性质

采用DEAE-Cellulose DE52阴离子交换柱层析的方法对微生物Absidia sp.GRB3-X8r菌产特异性人参皂苷Rb3木糖苷酶进行分离纯化,分离后该酶在SDS-PAGE上呈现单一蛋白质条带,并对其酶学性质进行研究。研究表明:人参皂苷Rb3木糖苷酶的最适反应pH为3.0,在pH2.2~8.0范围内相对稳定;最适温度为40 ℃,在20~60 ℃范围内具有较好的稳定性;金属离子K+、Na+、Mg2+、Mn2+、Ca2+离子对酶反应无明显作用,Zn2+、Pb2+、Ni2+对酶反应有抑制作用。SDS-PAGE电泳结果表明酶蛋白的相对分子量约为66.7 kDa。反应动力学研究结果显示K_m值为65.63 mmol/L,V_max为2.03 mmol/(h·L)。通过对酶的催化特性研究表明,该酶能水解人参皂苷Rb3木糖基,生成人参皂苷Rd。     

淫羊藿苷糖苷酶的纯化及其酶学性质的研究

对由菌株Absidiasp.E9r在发酵培养中产生的淫羊藿苷糖苷酶进行了分离纯化并对其酶性质进行了研究。结果表明,该酶的分子质量约为65ku,酶反应的最适温度和pH值分别为50℃和4.0,在20～60℃,pH3.0～6.0条件下稳定性较好;金属离子Na+、K+、Mg2+、Zn2+、Ca2+对酶反应的影响不大,而Fe3+、Cu2+对其有很明显的抑制作用;酶反应动力学研究,Vmax=3.012mmol/(L.h),km=58.59mmol/L。     

产海藻糖合酶菌株的筛选及发酵条件的优化

从土壤中分离筛选得到一株能合成海藻糖的菌株,经生物转化途径验证,该菌株含有特异性地将麦芽糖转化为海藻糖的海藻糖合酶,以海藻糖转化率为评价指标,对其进行摇瓶发酵条件的优化。结果表明,其发酵最适条件为：碳源为2%麦芽糖,氮源为0.5%酵母粉和1%蛋白胨,发酵初始pH值为7.0,接种量4%,发酵温度35 ℃,发酵时间48 h,在此优化条件下,海藻糖的转化率为50%。     

Geobacillus thermodenitrificans α-半乳糖苷酶原核表达及其酶学性质

本文利用大肠杆菌原核表达系统对来源于Geobacillus thermodenitrificans的α-半乳糖苷酶编码基因进行了重组表达,并对该酶的酶学性质进行了研究。结果表明,该α-半乳糖苷酶的分子量为100~110 kDa,以pNPG为底物时,该酶的最适反应温度为70 ℃,最适pH6.0,且该酶具有较好的温度稳定性和pH稳定性;Hg+、Ag+、Cu2+离子能完全抑制α-半乳糖苷酶的活性,Fe3+、Mn2+、Zn2+等离子对α-半乳糖苷酶的活性具有不同程度的激活作用;以pNPG为底物测得该酶的米氏常数K_m=10.04 mmol/L,最大反应速度V_max=18.25 μmol/min。     

宏基因组文库新型β-葡萄糖苷酶的筛选、克隆及酶学性质分析

利用宏基因组文库方法,通过功能筛选法从文库中筛选到一个新型β-葡萄糖苷酶基因bgl2238（GenBank：KU320675.1）,对新基因进行生物信息学分析和原核表达,并研究其酶学性质。结果表明,该基因全长2238bp,可编码745个氨基酸,通过氨基酸序列分析,预测bgl2238蛋白分子质量为80.67kDa,pI值为4.95,是一种结构较稳定、疏水性高且无信号肽序列的酸性蛋白质;经同源性分析,发现其与来源于Bacteroides thetaiotaomicron的β-葡萄糖苷酶具有58%的相似性,属于GH3超家族和GH3C超家族酶。将重组质粒pET-32a（＋）-bgl2238转化入Escherichia coli BL2l（DE3）细胞进行异源表达,酶学性质测定结果显示,以对硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷（p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside,pNPG）为底物,β-葡萄糖苷酶bgl2238最适反应pH值和温度分别为6.10、44℃,此时该酶最大比活力达到29.1U/mg;且在4～50℃范围内,热处理β-葡萄糖苷酶bgl22384h后仍保留70%以上的酶活力,热稳定性较好;其动力学参数Vmax为576μmoL/（L·min）,Km为0.296mmol/L;不同浓度的K＋、Na＋、Fe2＋、Mg2＋、Mn2＋、Ca2＋、Co2＋和Ni2＋对酶活力均有较大促进作用,其中Fe2＋对bgl2238酶活力的促进作用最大,10mmol/LFe2＋使相对酶活力高达260%,而重金属离子Ag＋、Hg2＋及Cu2＋对酶活力有抑制作用。bgl2238具有良好的酶学性质,可以尝试应用于工业上纤维素降解的生产。     

草鱼胰蛋白酶的亲和纯化及酶学性质

从草鱼肝胰腺中提取胰蛋白酶,经匀浆、硫酸铵分级沉淀、透析得到胰蛋白酶粗酶液,通过BTI-Sepharose亲和层析一步纯化得到电泳纯的草鱼胰蛋白酶,并进一步研究该胰蛋白酶的酶学性质。结果表明：草鱼胰蛋白酶的分子质量约为27 kDa,米氏常数Km为3.4×10－5 mol/L;最适反应温度为60 ℃,在低于60 ℃条件下稳定;最适pH值为9.5,酸碱耐受范围为pH 6.0～12.0;Ba2＋、Mg2＋、Fe2＋在0～10 mmol/L范围内对该酶具有一定激活作用,而乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA）、K＋在0～10 mmol/L范围内对该酶有一定抑制作用,EDTA较K＋对酶的抑制作用更明显。