D-阿洛酮糖 3-差向异构酶基因在枯草芽孢杆菌中的表达

将D-阿洛酮糖3-差向异构酶(DPE)基因利用PCR进行扩增,与枯草芽孢杆菌载体p MA5连接,构建重组质粒p MA5-cbdpe。重组质粒转入枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis WB800感受态细胞,利用卡那霉素筛选和PCR鉴定,获得一株DPE重组枯草芽孢杆菌菌株。该重组菌株无需诱导即可产生DPE酶,18 h时酶活可达6.8 U/m L。该酶最适p H为7.0,最适温度为55℃,与大肠杆菌表达的DPE酶酶学性质相似。结果表明,DPE酶可在枯草芽孢杆菌中表达。     

大麦β-淀粉酶在枯草芽孢杆菌中异源表达

该研究拟采用枯草芽孢杆菌异源表达大麦来源β-淀粉酶。选择枯草芽孢杆菌WB800作为宿主,采用同源重组的方法构建表达载体p P4 3NMK-amy B,获得重组枯草芽孢杆菌WB-amy B。重组枯草芽孢杆菌在摇瓶发酵条件下酶活最高可达386 U/m L,纯化后测得其比酶活为613 U/mg。重组酶的最适温度为55℃,最适p H值为5. 0。重组β-淀粉酶水解产麦芽糖能力与大麦β-淀粉酶相当,与普鲁兰酶联用时麦芽糖最大转化率可达81. 8%。重组枯草芽孢杆菌摇瓶发酵水平产酶量高于类似文献报道,重组β-淀粉酶的酶学性质与大麦β-淀粉酶相比几乎相同,完全可以替代大麦β-淀粉酶在工业上的应用。     

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。     

嗜热酸性普鲁兰水解酶Ⅲ的高效分泌表达及其酶学性质

本文探索了嗜热酸性普鲁兰水解酶Ⅲ Tk-PUL在枯草芽孢杆菌表达系统中的高效分泌表达条件,并对重组Tk-PUL的酶学性质进行了初步研究。通过构建Tk-PUL分泌表达信号肽筛选库,并结合高通量筛选方法,确定引导Tk-PUL在枯草芽孢杆菌中高效分泌表达的信号肽。结果表明,在信号肽AmyE的引导下,重组Tk-PUL在枯草芽孢杆菌表达系统中高效分泌表达。Tk-PUL属于单结构域双功能酶,同时具有α-淀粉酶活性和普鲁兰酶活性。重组Tk-PUL的α-淀粉酶活性的最适反应pH为4.5,最适反应温度为100℃,对应的绝对酶活为54.08 U/mg,于100℃的半衰期约为2 h。重组Tk-PUL的普鲁兰酶活性的最适反应pH为4.5,最适反应温度为100℃,对应的绝对酶活为110.39 U/mg,于100℃的半衰期约为2 h。本研究为Tk-PUL在淀粉酶法制糖工业中的应用奠定了基础。     

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。     

枯草芽孢杆菌壳聚糖酶在毕赤酵母中的高效表达及其酶解特性

研究枯草芽孢杆菌壳聚糖酶基因（BsCsn46）在巴斯德毕赤酵母（Pichia pastoris）GS115中的高效表达、重组酶性质及其酶解特性。重组菌在5 L发酵罐高密度发酵后胞外酶活力高达50 370 U/mL,蛋白质量浓度15.7 mg/mL。粗酶经强阴离子交换层析纯化,纯酶比活力为4 065.7 U/mg,最适pH 6.0,最适温度55 ℃,在45 ℃以下保持稳定。该酶水解3 g/100 mL壳聚糖得到主产物为二糖、三糖和四糖的壳寡糖,水解率为92.8%,壳寡糖得率为90.9%。本研究的重组壳聚糖酶产酶水平和水解效率高,为工业化制备壳聚糖酶及大规模制备壳寡糖的应用提供了理论支持。     

源于Bacillus megaterium STB10的直链麦芽五糖生成酶酶学性质及其产物合成规律

构建来源于巨大芽孢杆菌STB10直链麦芽五糖生成酶（Bacillus megaterium maltopentaose-forming amylase,BmMFA）的食品级枯草芽孢杆菌表达系统,实现了该酶的分泌表达,分析了其酶学性质,并对其产物合成规律进行了探究。结果显示,BmMFA具有较强的催化活力,枯草芽孢杆菌发酵后上清液中酶活力可达196.57 U/mL;该酶的最适反应温度为50 ℃,最适反应pH值为7.0,且具有相对较宽的pH值应用范围;BmMFA倾向于内切酶作用机制,且具有较好的产物特异性,水解麦芽糊精24 h后产物中直链麦芽五糖质量分数42%以上,当以支链淀粉为底物时,其转化率及主产物直链麦芽五糖比例均优于直链淀粉。本研究为直链麦芽五糖的酶法制备提供了一定的理论依据。     

高活性谷氨酰胺酶基因glsA_2在枯草芽孢杆菌BJ3-2染色体上的定点整合

以枯草芽孢杆菌BJ3-2的glsA1基因为同源序列,通过构建单交换整合载体,将高活性谷氨酰胺酶基因glsA2定点整合入BJ3-2菌株染色体中,获得能够稳定遗传的重组菌株BJ3-2A2。经检测重组菌株谷氨酰胺酶活力为BJ3-2菌株的3.36倍。利用重组菌株BJ3-2A2发酵豆豉,全氨基酸检测显示,重组菌株发酵的豆豉谷氨酸含量比出发菌株高12.8%。说明枯草芽孢杆菌BJ3-2可以转化且为RecE+菌株,glsA2基因在BJ3-2菌株染色体上可实现较高活性表达,并提高发酵豆豉的鲜味。     

利用枯草芽孢衣壳蛋白表面展示β-半乳糖苷酶

分别将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis 168)芽孢衣壳蛋白CotB、CotC、CotG和CotX的启动子和编码序列与来自嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus IAM11001)的β-半乳糖苷酶基因bgaB进行重组,构建融合表达cotB-bgaB、cotC-bgaB、cotG-bgaB和cotX-bgaB的整合型重组质粒。将4种重组质粒分别转入枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 168(trp-),获得了能在芽孢表面展示的重组菌株PB701、PB702、PB703和PB704。经Western blot检测,4种重组菌株均表达了预期分子量的融合蛋白,初步表明β-半乳糖苷酶被锚定在重组菌株的芽孢表面。以oNPG为底物测定4种重组菌株芽孢表面展示β-半乳糖苷酶的水解能力,得到的酶活分别为0.14、0.06、0.22和0.20 U/mL。     

高活性谷氨酰胺酶基因glsA2 在枯草芽孢杆菌BJ3-2染色体上的定点整合

以枯草芽孢杆菌BJ3-2 的glsA1 基因为同源序列,通过构建单交换整合载体,将高活性谷氨酰胺酶基因glsA2 定点整合入BJ3-2 菌株染色体中,获得能够稳定遗传的重组菌株BJ3-2A2。经检测重组菌株谷氨酰胺酶活力为BJ3-2 菌株的3.36 倍。利用重组菌株BJ3-2A2 发酵豆豉,全氨基酸检测显示,重组菌株发酵的豆豉谷氨酸含量比出发菌株高12.8%。说明枯草芽孢杆菌BJ3-2 可以转化且为RecE+ 菌株,glsA2 基因在BJ3-2 菌株染色体上可实现较高活性表达,并提高发酵豆豉的鲜味。     

Paenibacillus puldeungensis LK18普鲁兰酶基因的克隆表达及酶学性质研究

本研究根据类芽孢杆菌的普鲁兰酶基因的保守区设计兼并引物,从Paenibacillus puldeungensis LK18中扩增出普鲁兰酶基因(pul A),将其连接至p ET-28a(+)载体上,构建出重组表达载体p ET-28a(+)-pul A,转入到EscherichiacoliBL21(DE3)中,成功地表达了重组普鲁兰酶。结果表明:该普鲁兰酶基因全长1968 bp,编码655个氨基酸。通过Ni柱亲和层析纯化出重组蛋白,测定其比酶活为508.8 U/mg,分子量约为76.95 ku。该重组酶的最适反应温度为45℃,在35℃～40℃下保温120 min后剩余酶活达60%以上;最适作用p H为6.0,在p H 6.0～8.0条件具有较好的稳定性;10 mmol/L的K+和Mg~(2+)对该重组普鲁兰酶有激活作用,而Zn~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)、Fe~(2+)、Cu~(2+)、Co~(2+)、Ca~(2+)等对其有不同程度的抑制作用。本研究成功地构建出一株可高效表达普鲁兰酶的重组菌株,具备一定的工业应用价值。     

短小芽孢杆菌碱性β-葡萄糖苷酶在毕赤酵母中的表达及酶学性质研究

以毕赤酵母密码子为基准,对短小芽孢杆菌β-葡萄糖苷酶基因密码子进行优化,设计合成全基因序列,构建表达载体转入毕赤酵母中。结果表明,短小芽孢杆菌β-葡萄糖苷酶基因已成功转入酵母菌中并分泌表达,诱导培养72h发酵液的酶活力可达25.39U/mL。重组酶最适反应温度45℃,最适pH 9.0,重组酶的K_m值1.26mmol/L,V_(max)为32.15μmol/(min·mg)。重组β-葡萄糖苷酶对大豆苷水解活性相对活力是pNPG的248%,转糖苷活性催化50%底物葡萄糖合成龙胆二糖,达34.25g/L。     

一种碱性γ-谷氨酰转肽酶在Bacillus subtilis 168中的分泌表达与酶学性质分析

将γ-谷氨酰转肽酶(GGT)在Bacillus subtilis 168同源过量表达,发现该酶能够自动分泌到细胞外,且重组菌酶活比原始菌提高了3 568倍。通过SDS-PAGE分析发酵液上清液发现,该γ-谷氨酰转肽酶是由一个相对分子质量为42 000的大亚基和一个22 000的小亚基组成。通过酶学性质分析发现,该γ-谷氨酰转肽酶是一个耐碱性的酶,最适反应pH为10;同时该酶具有良好的耐热性,最适反应温度达到50℃;另外,加入5.0 mmol/L的Mg~(2+)、Ca~(2+)、K~+、La~(3+)、Li~+和NH_4~+对GGT转肽活力具有明显的促进作用,其中添加的NH_4~+对GGT活力促进作用最为显著,GGT活力提高45%以上,而Cu~(2+)和Zn~(2+)则对其具有抑制作用。     

中温α-淀粉酶高产菌株的选育及其粗酶性质

以从自然界中筛选的野生芽孢杆菌XLG-1为出发菌株,通过紫外线诱变及紫外线-氯化锂复合诱变筛选出高产中温α-淀粉酶的优异菌株XLG-51,经鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。初步研究了其所产的α-淀粉酶的酶学性质:通过SDS-starch-PAGE电泳与酶谱分析得该酶分子质量为60 ku左右,最适作用温度为60℃,最适作用pH范围为5.0～6.5,且在最适条件下具有较强的稳定性。以该菌株为生产菌进行5 L罐发酵实验,产酶达5298 U/mL。     

一株瘤胃源产纤维素酶菌株的筛选、鉴定及其酶学特性研究

该研究从西藏黄牛瘤胃液中筛选一株高产纤维素酶的菌株,通过形态观察、生理生化试验和分子生物学技术对其进行鉴定,并对其酶学特性进行初步研究。结果表明,筛选获得一株高产纤维素酶的菌株N30,并被鉴定为灿烂类芽孢杆菌(Paenibacillus lautus),其发酵72 h时,纤维素酶活力最高,为15.6 U/m L。该纤维素酶的最适反应温度为55℃,在10～35℃之间保持较高的酶活力,相对酶活力80%;最适反应pH值为4.5,在p H 3.5～9.0时相对酶活60%;金属离子Ag~(2+)、K~(+)、Mg~(2+)、Fe~(2+)、Zn~(2+)、Co~(+)对纤维素酶活力有促进作用,而金属离子Cu~(2+)对纤维素酶活力有抑制作用。     

D-阿洛酮糖3-差向异构酶在枯草芽孢杆菌中的表达

D-阿洛酮糖3-差向异构酶(D-psicose 3-epimerase, DPE)可以催化D-果糖转化为稀有糖D-阿洛酮糖,是生产D-阿洛酮糖过程中的关键酶。为了提高DPE的表达水平,该研究以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) WB800为宿主菌,异源表达Clostridium scindens ATCC 35704来源的DPE。首先,构建不同单启动子和串联启动子介导DPE表达的重组菌,通过摇瓶培养,发现由单启动子P_hag介导的重组菌株经发酵后酶活力最高,最高酶活力为19.62 U/mL,是P₄₃介导的原始菌株酶活力的1.3倍。最后对P_hag的核糖体结合位点(ribosome binding site, RBS)序列进行突变,突变后的菌株酶活力再次提高了29.4%,是原始菌株酶活力的1.69倍。该研究结果为工业化生产DPE提供了方法学参考。     

黑曲霉单宁酶基因在毕赤酵母中的表达

单宁酶(EC3.1.1.20)在食品、化工及医药等领域应用广泛,期望通过单宁酶在毕赤酵母中的表达来提高单宁酶的产量。以经室温常压等离子体诱变技术诱变得到的较高产单宁酶的黑曲霉B1401的总DNA为模板,PCR扩增获得单宁酶基因(tan)后构建重组表达载体pPIC9K-tan,通过电转化至毕赤酵母GS115,利用甲醇诱导培养重组菌获得单宁酶。单宁酶的最适反应温度为30℃,最适反应pH为5.0,最高酶活力可达到34.25 U/g,相较于黑曲霉B1401产单宁酶活力提高了1.38倍,Ca~(2+)、Fe~(3+)、Mn~(2+)等金属离子对重组单宁酶酶活力影响不大。实验结果表明实现了单宁酶在毕赤酵母中的高效表达。     

一株产谷氨酰胺酶菌种的筛选及产酶分析

为了选育适合酱油发酵制曲工艺且产谷氨酰胺酶菌种,从酱油制曲晒场周边土壤分离出一株产谷氨酰胺酶菌株,命名为JJ0122,经分类学分析判定为芽孢菌属,初步判定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。该菌种可以在50℃、15%盐含量条件生长,符合常规酱油发酵培养条件,在该培养条件下,产谷氨酰胺酶活力为4.85U/g。在酱油制曲过程,为提高酱油风味和产品品质,配合优良菌种酱油制曲提供依据。     

米曲霉谷氨酰胺酶在黑曲霉中的重组表达与酶学特性

该研究将米曲霉RIB40（Aspergillus oryzae RIB40）来源的谷氨酰胺酶（GahB）在黑曲霉（Aspergillus niger）宿主中分泌表达。基于该研究所建立表型鉴定板与孔板培养的通量鉴定筛选方法成功得到重组表达谷氨酰胺酶的转化子H-GahB,最高酶活力达到1.35 U/mL。为了增加目的基因在宿主中的拷贝数,采用CRISPR/Cas9基因组编辑技术重新构建高拷贝的谷氨酰胺酶表达菌株C-GahB,其酶活力提高到3.56 U/mL,约为H-GahB的2.64倍。进一步采用ARTP诱变技术对C-GahB进行传统诱变育种,获得了谷氨酰胺酶工程菌株A-GahB,其酶活力提升到4.16 U/mL,比出发菌株C-GahB的酶活力提高了0.17倍。纯化后的重组GahB的比酶活达到40.63 U/mg,最适温度为37 ℃,最适pH值为7.0,其在20~40 ℃及pH值5.5~8.0之间稳定性较好。K+对GahB的酶活力具有激活作用,Zn2+和Mn2+则对GahB的酶活力有较为强烈的抑制作用。当盐质量分数为18%时,GahB表现出35.38%的相对酶活力。该研究第一次在黑曲霉中实现了来源于米曲霉RIB40的谷氨酰胺酶GahB的重组分泌表达,为此后对米曲霉谷氨酰胺酶的研究提供了基础。     

产胶原蛋白酶菌株的构建及性质分析北大核心

使用聚合酶链式反应(PCR)法扩增了解淀粉芽孢杆菌(Bacillus.amyloliquefaciens TCCC11319)的胶原蛋白酶基因col,并在枯草芽孢杆菌(Bacillus.subtillis WB600)中进行表达。收集重组菌株的发酵酶液,以此来分析胶原蛋白酶性质。酶学性质研究表明:酶的最适反应温度为40℃,在30~40℃具有良好的温度稳定性;最适反应p H值为8.0,在pH值7.0~8.0的条件下稳定,表明是一种中性酶;金属离子Ca^(2+)、Mg^(2+)对酶有明显的激活作用,而Mn^(2+)、Cu^(2+)、Fe^(2+)对酶有明显的抑制作用,其中Cu^(2+)对酶的抑制作用最显著。酶学性质的研究结果对胶原蛋白酶在制革固体废弃物处理应用中具有很好的指导意义。