分子伴侣共表达对重组蔗糖异构酶异源可溶性表达的影响

蔗糖异构酶(sucrose isomerase,SIase)在异麦芽酮糖的酶法制备中发挥着重要作用。为了提高重组蔗糖异构酶的可溶性表达,作者利用分子伴侣共表达策略将源自Klebsiella sp.LX3的基因SIase进行异源表达并研究了重组酶的酶学性质。利用酶切连接技术构建重组质粒pET-24b-SIase并转入大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中进行表达,发现其主要表达为包涵体。分别将携带4种分子伴侣蛋白基因的质粒(pKJE7、pGro7、pG-Tf2、pTf16)与含有目的基因的重组质粒在大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中共表达,筛选到最佳分子伴侣质粒pGro7且提高了重组SIase的可溶性表达水平,其酶活力为14.8 U/mL,比未进行共表达的工程菌发酵酶活力(3.5 U/mL)有明显提高,进一步利用金属离子螯合层析技术纯化到SIase纯酶,酶学性质研究显示其最适反应温度为40℃,最适反应pH为6.0。动力学常数K_m为(179.10±20.65) mmol/L、k_cat/K_m为(5.44±0.72)...     

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。     

泡菜中植物乳杆菌亚硝酸盐还原酶的克隆表达

目的:对植物乳杆菌亚硝酸盐还原酶基因(nirS)进行克隆及表达,检测重组酶表达情况及其酶活力。方法:以分离自传统泡菜植物乳杆菌的基因组DNA为模版进行PCR扩增nirS;重组构建TA克隆质粒pMD 19-T-nirS,并转化到大肠杆菌DH5a中保存;通过双酶切消化将nirS基因连接到pET-32a(+)上,获得重组表达质粒pET-32a(+)-nirS,并将其转入大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达;重组酶经纯化后进行SDS-PAGE电泳检测其表达情况;重组酶经复性后检测其酶活力。结果:扩增得到nirS基因并成功在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,所得重组酶以包涵体形式存在,酶活力为2131.5U/mg。结论:采用基因工程技术获得亚硝酸盐还原酶具有一定的应用前景。     

N-乙酰神经氨酸醛缩酶基因在大肠杆菌中的高效表达

以大肠杆菌TG1的染色体总DNA为模板,通过引物设计和PCR扩增,克隆获得编码Neu5Ac醛缩酶基因(nanA)的片段;以p ET28(b)构建的nanA基因重组质粒p ET28(b)-nanA转化大肠杆菌BL21(DE3),达到高产N-乙酰神经氨酸醛缩酶的目的。在得到的转化子大肠杆菌BL21(DE3)/pNA1中,nanA基因受lac启动子控制,为IPTG或乳糖所诱导表达。此工程菌产酶量在浓缩后达到6.13mg/m L。     

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。     

灰产色链霉菌海藻糖合成酶的自诱导表达及两阶段温度控制发酵的优化

克隆灰产色链霉菌海藻糖合成酶基因(tres),导入大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达,并对重组菌自诱导发酵条件进行优化。采用简并PCR的方法扩增灰产色链霉菌海藻糖合成酶基因(tres),将tres基因和表达载体p ET28a连接,构建重组质粒p ET28a-tres,将其转化到大肠杆菌BL21(DE3)中,筛选重组子进行自诱导表达。利用HPLC法测定酶活研究温度对自诱导发酵海藻糖合成酶催化酶活的影响。该研究成功构建了重组大肠杆菌BL21(DE3)。重组菌自诱导表达最优发酵条件:采用两阶段温度控制,37℃培养2.5 h,25℃继续培养14 h,并添加3%乙醇,酶活达到1.29×104U/m L,与传统IPTG恒温培养方式相比酶活提高了55.25%,海藻糖得率达71%。     

黄杆菌肝素酶I基因的克隆与表达

目的克隆并表达黄杆菌肝素酶I(HepI)基因。方法通过PCR从黄杆菌基因组DNA中扩增黄杆菌HepI基因,验证后插入到表达质粒pET-22b中构建表达载体,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)进行蛋白质表达,并用Azure A法测定酶活性。结果PCR扩增得到序列正确的HepI基因,并将该基因成功插入到pET-22b表达载体中。重组质粒转入E.coli BL21(DE3)后表达的蛋白质经SDS-PAGE分析,与目的蛋白质的相对分子质量基本一致,其活性约为50 U/LA600。结论克隆并成功表达了黄杆菌HepI基因。     

康氏木霉纤维素酶CBHI基因克隆及在大肠杆菌中的表达

将康氏木霉(Trichoderma koningii)总RNA反转录成cDNA第一链,并以之为模板进行RT-PCR,合成约1.5kb的纤维二糖水解酶Ⅰ(cbh I)基因.cbhI基因经测序确认后克降到表达载体pET-30a(+)上,PCR和双酶切鉴定筛选阳性重组子;将阳性质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)plysS,并用0.4mmol/L的IPTG诱导表达重组蛋白.实验结果:cbhI基因在BL21(DE3)plysS中胞内融合表达,重组蛋白pNPC酶活为15.6U/L,最适反应温度为45℃,最适pH值为5.0,Mn2+对酶活力有明显的促进作用,SDS-PAGE表明重组蛋白分子量约为70kDa.     

一株嗜热梭菌β-1,4-葡聚糖内切酶基因的克隆及表达

以嗜热梭菌(Symbiobacterium thermophilum IAM 14863)基因组DNA为模板克隆了编码葡聚糖内切酶的基因,同时将该酶基因构建于表达载体pET32a(+)中,获得重组表达载体pET32a-Glu,转化至E.coli BL21(DE3)PLYS中并进行表达。结果表明:该基因大小为1 101 bp,共编码366个氨基酸;SDS-PAGE电泳结果表明该基因在E.coli BL21(DE3)PLYS中得到了有效表达,相对分子质量约为60 kDa,纯化后重组酶活力为103 U/mL;酶学性质实验结果表明:酶最适pH值为5左右,最适反应温度为55℃,且此酶具有良好的耐热性(75℃左右)和pH值稳定性。     

黄杆菌肝素酶Ⅰ基因的克隆与表达

目的 克隆并表达黄杆菌肝素酶I(HepI)基因.方法 通过PCR从黄杆菌基因组DNA中扩增黄杆菌HepI基因,验证后插入到表达质粒Pet-22b中构建表达载体,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)进行蛋白质表达,并用Azure A法测定酶活性.结果 PCR扩增得到序列正确的HepI基因,并将该基因成功插入到Pet-22b表达载体中.重组质粒转入E.coli BL21(DE3)后表达的蛋白质经SDS.PAGE分析,与目的蛋白质的相对分子质量基本一致,其活性约为50 U/LA600.结论 克隆并成功表达了黄杆菌HepI基因.     

黄杆菌肝素酶Ⅰ基因的克隆与表达

目的 克隆并表达黄杆菌肝素酶I(HepI)基因.方法 通过PCR从黄杆菌基因组DNA中扩增黄杆菌HepI基因,验证后插入到表达质粒Pet-22b中构建表达载体,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)进行蛋白质表达,并用Azure A法测定酶活性.结果 PCR扩增得到序列正确的HepI基因,并将该基因成功插入到Pet-22b表达载体中.重组质粒转入E.coli BL21(DE3)后表达的蛋白质经SDS.PAGE分析,与目的蛋白质的相对分子质量基本一致,其活性约为50 U/LA600.结论 克隆并成功表达了黄杆菌HepI基因.     

古细菌Pyrococcus furiosus嗜热α-淀粉酶基因在大肠杆菌中的表达

用PCR方法从嗜热古细菌Pyrococcusfuriosus的基因组DNA中扩增出胞外α 淀粉酶完整结构基因 ,插入表达载体pET2 8a中构建成质粒 pET amy(sig+) ,以质粒pET amy(sig +)为底物扩增出不含信号序列的α 淀粉酶成熟肽基因片断 ,获得质粒 pET amy(sig ) ,将重组质粒分别转化大肠杆菌BL2 1 (DE3)。在T7启动子和lac操纵子控制下 ,通过IPTG的诱导在重组大肠杆菌细胞内分别表达出含信号肽和不含信号肽的融合蛋白。其中不含信号肽的融合蛋白具有与P .furio sus产生的胞外α 淀粉酶相似的酶学性质 :最适pH为 5 .0 ,最适温度约为 95℃ ,在 1 2 1℃下热处理 1h酶活仍能保持 50 %以上 ;含信号肽序列的基因的表达产物不能测到酶活     

海洋来源褐藻胶裂解酶及其基因B1SM的克隆和表达

从海洋来源的假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.) B1基因组中克隆1个褐藻胶裂解酶基因,并在大肠杆菌中实现异源表达,分离纯化重组酶并研究其酶学性质。通过Touch down PCR与热不对称交错PCR(thermal asymmetric interlaced PCR,TAIL-PCR)从假交替单胞菌B1基因组中扩增到1个褐藻胶裂解酶基因(B1SM),将目的基因插入到p GEX-4T-1载体,转化到宿主大肠杆菌(Escherichia coli,E. coli) BL21 (DE3)。结果显示,从菌株B1克隆得到褐藻胶裂解酶基因B1SM,序列长度为1 005 bp,编码334个氨基酸,理论等电点为8. 51,编码蛋白质的理论分子质量为37. 13 k Da。重组褐藻胶裂解酶B1SM的最适pH和温度分别为8. 0和25℃。该褐藻胶裂解酶在pH 7. 0～9. 0范围内,25℃下保温1 h,仍剩余60%以上活力,pH稳定性较好。在最适pH 8. 0和30℃下保温1 h重组酶仍剩余60%以上活力。该研究为褐藻胶裂解酶基因B1SM在E. coli BL21(DE3)中实现了异源表达,为褐藻胶裂解酶的制备和研究奠定基础。     

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。     

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。     

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。     

酿酒酵母醛酮还原酶的克隆表达和酶学性质研究

从酿酒酵母(Saccharom yces cerevisiae)CICC 1002基因组中克隆获得醛酮还原酶基因,并在大肠杆菌BL21 (DE3)中实现过量表达.重组醛酮还原酶经Ni-NTA亲和层析分离纯化获得高纯度目的蛋白,并对其进行酶学性质表征.该重组酶经SDS-PAGE检测为单一条带,分子量为38 kDa.该酶的最适pH和最适温度分别为6.0,60℃,且具有良好的稳定性.1 mmol/L金属离子C02+或Ni2+显著提高酶活力.底物特异性分析表明:该重组酶对邻位二酮具有较高活力,其中对酮基泛解酸内酯的比酶活可达20.53 U/mg.     

黄杆菌肝素酶Ⅱ的克隆与表达

目的克隆并表达黄杆菌肝素酶Ⅱ(HepⅡ)的基因。方法通过PCR从黄杆菌基因组DNA中扩增出黄杆菌HepⅡ的基因,经验证后插入到表达质粒pET-28a上构建表达载体,重组质粒转化E.coli BL21(DE3)进行蛋白质表达。结果成功地将PCR扩增得到的测序正确的HepⅡ基因构建入pET-28a载体上,重组质粒转入E.coli BL21(DE3)后表达产物经SDS-PAGE凝胶电泳鉴定得到目的蛋白,测活显示重组HepⅡ具有活性。结论克隆并成功表达了黄杆菌HepⅡ基因。     

黏质沙雷菌ECU1010脂肪酶新基因lipB的克隆和表达

目的克隆黏质沙雷菌ECU1010脂肪酶基因lipB于大肠杆菌中表达后研究其酶学性质。方法 PCR克隆脂肪酶基因,与质粒pET-28a(+)连接后转化至大肠杆菌BL21(DE3)。硫酸铵沉淀法纯化表达产物,研究酶的稳定性等酶学性质。结果成功克隆了S.marcescens ECU1010中脂肪酶基因lipB(GenBank:HM440338),在E.coli中高效表达。LipB最适反应温度40℃,最适pH 8.5。该酶能在pH 5~7条件下保持稳定,Ca2+有促进酶活性的作用。LipB对不同有机溶剂的耐受性与黏质沙雷菌脂肪酶LipA有明显差异。结论 lipB基因克隆丰富了脂肪酶基因资源,分析LipB的酶学性质表明,此酶在食品工业和手性药物的拆分等领域有广阔的应用前景。     

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。