木聚糖酶Xyn43A基因在大肠杆菌及毕赤酵母中的表达比较

根据木聚糖酶Xyn43A基因序列,设计特异性引物,以p MD18-T-Xyn43A重组质粒为模板克隆Xyn43A成熟肽基因,将该基因分别克隆到大肠杆菌表达载体p ET-28a和毕赤酵母表达载体p PIC9K中,分别在大肠杆菌BL21及毕赤酵母GS115中表达。重组酶在大肠杆菌中胞内表达,比酶活力可达61.43 U/mg。重组酶在毕赤酵母中分泌表达,比酶活力可达145.24 U/mg。酶学性质显示,BL21-Xyn43A、GS115-Xyn43A重组酶最适温度、p H相同均为45℃、p H 5.0。GS115-Xyn43A温度稳定性、p H稳定性均优于BL21-Xyn43A。     

一株产低温脂肪酶沙雷氏菌的鉴定、基因表达及酶学性质

采用罗丹明B平板法从青海污染原油筛选到一株脂肪酶高产菌株LHY-1。根据培养特征、生理生化及16S r DNA序列分析,初步鉴定LHY-1为沙雷氏菌。其最佳生长和产脂肪酶的碳源、氮源分别是牛肉膏和酵母粉,最适温度20℃,初始p H 7.0,在盐度9%的培养基中生长,优化培养条件后产脂肪酶可达1 326 U/m L。用特异性引物从LHY-1基因组克隆脂肪酶基因,构建表达载体p ET-28a(+)/lipase,在大肠杆菌高效表达,用NiNTA琼脂糖亲和柱纯化的蛋白分子质量为36 ku。重组脂肪酶最适温度为30℃,在4~30℃时表现出较大酶活力,属低温脂肪酶。该酶在p H 7.0~11.0范围稳定,30℃保持1 h,酶活力维持75%。Mg2+、Ca2+对酶活力有一定的促进作用。Co2+、Zn2+、SDS、PMSF、EDTA、EGTA对酶有部分抑制作用。纯化的脂肪酶能催化大豆油和乙醇酯交换反应,用于生物柴油的催化合成。     

外切型琼胶酶AgaO的高效表达及酶学性质表征

根据大肠杆菌的密码子偏好性,优化外切型琼胶酶AgaO的基因并人工全合成,克隆入表达载体质粒pET-30a(+),转化大肠杆菌BL21(DE3),优化表达条件即诱导温度、诱导时间和诱导剂IPTG终浓度,纯化重组蛋白rEAgaO,并分析其酶学性质变化。结果表明,重组酶rEAgaO在16 ℃、IPTG终浓度0.1 mmol/L条件下诱导20 h时表达量最高;95%以上的重组蛋白质为水溶性表达,产量约为1432.7 mg/L,较优化前原始基因的产量提高了10.9倍;重组酶rEAgaO的最适反应温度为45 ℃,在低于40 ℃的温度下预处理2 h后,仍然具有90%以上的残余活性,最适pH为7.0,在pH6.0~10.0不同缓冲体系4 ℃处理2 h仍保留69.5%以上的活性;该酶降解琼脂糖后的最终产物经TLC分析鉴定为新琼二糖。基因密码子优化虽不改变蛋白质氨基酸序列,但可明显提高水溶性重组蛋白质的产率及酶活,对促进相关酶类的生产和应用具有借鉴意义。     

恶臭假单胞杆菌肌酐酶在大肠杆菌中的表达及其酶学特性分析

肌酐酶(Creatininase)是肌酐酶法检测的一个关键酶,将恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)肌酐酶基因(Cre)克隆至原核表达载体p ET-28a(+),通过IPTG的诱导,实现了肌酐酶Cre在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)的可溶性表达。表达产物经60℃加热处理、Ni-NTA亲和层析和Sephadex G-200分子筛层析,分离纯化出重组肌酐酶,回收率为29.3%,其比酶活达到489.17 U/mg,是已有文献中报道中的最高水平。进一步进行酶学特性分析,结果表明其最适反应温度为60℃,50℃以下可以稳定保存,具有良好的热稳定性;最适p H值为7.0,在p H 7.0~8.0条件下比较稳定;Cu2+会抑制肌酐酶的活性;Mn2+、Zn2+和Co2+对肌酐酶有明显的激活作用;EDTA、SDS、Tween-20、Tween-80和Trinton-100几乎对酶活力没影响;Na N3不影响酶的活力。以肌酸为底物时,酶动力学常数Km值为47.38 mmol/L。本研究在大肠杆菌系统成功实现肌酐酶的可溶性表达,进行分离纯化并测定其酶学性质,为肌酐酶的表达和潜在工业化应用提供理论基础。     

褐藻胶裂解酶基因在大肠杆菌中的表达及其酶学性质

作者从蜡样芽孢杆菌F1-5-10中提取DNA,通过PCR克隆得到褐藻胶裂解酶基因后,将其构建到pET-30a(+)上并在大肠杆菌BL21菌株中进行高效诱导表达,继而对纯化得到的褐藻胶裂解酶蛋白进行活性检测和酶学特性研究。实验结果表明:PCR扩增出1035bp大小的褐藻胶裂解酶基因algl(GenBank登录号:GU585575),SDS-PAGE电泳结果显示出相对分子质量约为45 000的特异性蛋白质条带。表达条件优化实验结果表明0.4mmol/L浓度的IPTG 32℃诱导4h重组蛋白的表达量最高,约占菌体总蛋白质质量的36%。测定褐藻胶裂解酶酶活性,酶活力为11.7U/mg。酶学性质研究表明:ALGL的酶活最适温度为35℃,热稳定性较差,最适pH值为6.6,Ca2+、Mg2对酶活有激活作用,ALGL催化褐藻胶的Km值为1.89mg/mL,Vmax为15.01U/mL。     

噬琼胶菌产新琼二糖热稳定琼胶酶的酶学性质及酶解产物的抗氧化活性

利用PCR从噬琼胶菌AL1中扩增琼胶酶基因,将其克隆至表达载体p ET-28a;表达产物用亲和层析纯化,研究重组酶的酶学性质;利用薄层色谱和质谱鉴定酶解产物,并测定酶解产物的还原能力和清除DPPH、ABTS+和·OH自由基的能力,分析酶解产物的抗氧化活性。结果表明,来自噬琼胶菌AL1重组琼胶酶的分子质量为105 ku。该琼胶酶能专一地降解琼脂,为β-琼胶酶。重组琼胶酶在50℃和p H 7.0表现出最大酶活力,在50℃以下,p H 5.00～11.00宽p H范围内稳定性良好,说明该重组酶具有良好的热稳定性和p H稳定性。经薄层色谱和质谱鉴定酶解产物为新琼二糖,该酶解产物对·OH、ABTS和DPPH自由基的半数抑制剂量IC50分别为1.28 mg/mL、3.46 mg/mL和9.87 mg/mL,还原能力较强,说明该酶解产物具有良好的抗氧化活性。     

匍枝根霉cbh2基因的克隆表达与结构分析

采用反向PCR技术从匍枝根霉中克隆cbh2基因,该基因编码440个氨基酸的蛋白质。利用DS2.5软件进行同源模拟和建立分子动力学模型,研究cbh2催化纤维六糖水解过程中结合区(CBM)上的关键位点,催化区(CD)上催化隧道关键位点的相互依赖作用,水解β-1,4糖苷键,生成纤维二糖。把cbh2基因与p ET22-b(+)载体连接,实现了在E.coli BL21(DE3)中原核表达。通过镍柱层析、DEAE FF层析和G-75层析三步纯化法获得46 k Da的酶蛋白,比活力为4.67 IU/mg。纯化的重组酶具有高水平的催化活性,对微晶纤维素具有较好的水解特性,CBHII酶的Km为7.358(mg/m L)。研究CBHII酶的基本特性,其最适反应温度为50℃,最适反应p H为5.0,CBHII酶在p H 4~7下具有较宽的稳定性,在65℃以下热稳定性较好,在催化过程中保持较高的活力。     

Clostridium clariflavum DSM 19732木聚糖酶Xyn2441的克隆表达及条件优化

Clostridium clariflavum DSM 19732是一种颇具应用价值的木质纤维素降解菌,尤其对半纤维素的降解能力非常高,国外学者已开始关注其中木质纤维素降解酶类的结构与功能,国内尚无相关报道。作者首次从复合菌系RXS基因组DNA中扩增出C.clariflavum DSM 19732的一个表达双功能木聚糖酶(糖苷水解酶家族(glycosyl hydrolase family,GH)10和11的木聚糖酶)的基因Clocl-2441,并将其与载体p ET28a(+)连接,在大肠杆菌E.coli BL21(DE3)成功表达。重组菌最佳诱导表达条件为:添加诱导剂时的菌体量OD600值约为1.25、诱导剂IPTG浓度为0.5 mmol/L、诱导时间7~8 h及诱导温度25℃,此时胞内重组酶比酶活达到34.92 U/mg。经镍柱初步分离纯化后比酶活达713.16 U/mg,纯化倍数20.83倍,回收率27%。重组酶的最适反应温度和p H分别为70℃和6.5。     

V1C定点突变木聚糖酶XynZF-2对酶热稳定性的影响

对来源于黑曲霉(Aspergillus niger)XZ-3S的中温木聚糖酶Xyn ZF-2进行热稳定性改造,定点突变v1c,构建重组突变酶Xyn ZF-2V1C。重组原酶Xyn ZF-2与突变酶Xyn ZF-2V1C基因分别在大肠杆菌BL21(DE3)中表达并进行酶学性质分析。结果发现,突变酶Xyn ZF-2V1C最适温度为50℃,相比原酶Xyn ZF-2最适温度提高了10℃;在45℃条件下的半衰期t45℃1/2,突变酶Xyn ZF-2V1C相对于原酶Xyn ZF-2提高了10 min;原酶Xyn ZF-2与突变酶Xyn ZF-2V1C最适p H均为5.0,p H稳定范围均为5.0~9.0,基本没有变化;原酶Xyn ZF-2和突变酶Xyn ZF-2V1C的Km分别9.96 mg/m L和12.4 mg/m L,Vmax分别为74.63 U/mg和90.91 U/mg。     

Geobacillus sp.GXS1α-淀粉酶基因的克隆表达及酶学性质研究

以地芽孢杆菌Geobacillussp.GXS1基因组DNA为模板,PCR扩增获得α-淀粉酶基因,构建重组质粒pSE-amy,转化大肠杆菌诱导表达。SDS-PAGE电泳结果显示,有相对分子质量为58ku的特异性蛋白得到表达。用金属镍亲和层析将重组蛋白进行分离纯化,并进行酶学性质研究。结果表明:重组酶的最适温度为65℃,最适pH7.0,Km值为2.93mg/mL,比活力为353.95U/mg,Tm为75℃。金属离子Cu2+、Fe3+、Fe2+、Zn2+、Co2+、Hg2+、Ag+及金属鏊合剂EDTA对酶活有显著抑制作用,Mn2+、Ba2+对酶活有微弱的抑制作用,K+、Ca2+、Mg2+、巯基乙醇对酶有微弱的激活作用,而其它一些离子如Na+、Li+对酶活影响不大。经HPLC分析表明,重组α-淀粉酶催化淀粉的水解产物为葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖的混合物。