固定化马来酸顺反异构酶合成富马酸

为了制备稳定高效的固定化酶转化底物马来酸来生产富马酸,本文将粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)来源的马来酸顺反异构酶与R5肽段融合表达,融合酶比酶活可达42 U/mg。将细胞破碎上清液用40%硫酸铵沉淀,再用终体积分数为0.1%的戊二醛在室温下交联1 h形成交联酶聚集体,最后用1 mol/L正硅酸甲酯包埋,固定化酶的酶活回收率达到60%。在55℃下,固定化酶的半衰期可达4 h(游离酶仅为0.5 h),进行8次重复催化反应后,可保留78%的初始酶活。将固定化马来酸顺反异构酶装入填充床反应器,连续转化10个批次后富马酸的转化率可保持在95%以上。该研究为马来酸顺反异构酶生产富马酸的工业化应用提供了借鉴。     

琥珀酸半醛脱氢酶GabD4的表达、纯化及酶学性质分析

人工合成琥珀酸半醛脱氢酶Gab D4基因,经蛋白表达和纯化,对其酶学性质进行研究。结果表明,Gab D4的最适反应温度为37℃;最适p H为7.5(磷酸盐缓冲液)或9.0(甘氨酸-氢氧化钠缓冲液);金属离子中,Cu2+对Gab D4酶活力的影响较大;Gab D4对3~5个碳的醛底物具有更高的催化效率;以乙醛为底物,计算得到米氏常数(Km)、最大反应速率(Vmax)分别为6.86 mmol/L和20.6μmol/(min·mg protein)。该结果为深入了解Gab D4的酶学性质提供参考。     

双歧杆菌胆盐水解酶基因的重组表达、纯化与酶学性质

为了提高胆盐水解酶在大肠杆菌中的表达量,研究重组胆盐水解酶的酶学性质。利用大肠杆菌表达系统,对双歧杆菌来源的胆盐水解酶进行了表达。将PCR获得的胆盐水解酶基因克隆至表达载体p ET-22b(+),得到重组质粒p ET-22b(+)-bsh,并转化大肠杆菌BL21(DE3)。经发酵优化,重组菌在20℃、IPTG 1 mmol/L条件下诱导32 h可达最高酶活,对甘氨脱氧胆酸钠和牛磺酸脱氧胆酸钠的酶活分别为135.2 U/m L和121.3 U/m L。采用镍亲和层析柱对重组胆盐水解酶进行纯化,经SDS-PAGE分析,胆盐水解酶相对分子质量(Mr)为35.0×103。酶学性质研究表明,重组胆盐水解酶偏好水解甘氨结合胆盐,对甘氨胆酸钠的催化活性最高,达到220.1 U/mg。酶催化反应的动力学参数经Hill方程拟合,希尔系数大于1,表明底物与酶之间存在协同作用,且不同底物与重组胆盐水解酶之间存在不同的协同作用,表明重组胆盐水解酶属于变构酶。研究结果为其他来源胆盐水解酶在基因工程菌中的表达,和进一步研究胆盐水解酶的结构和催化反应机理提供了参考。     

曲霉来源果胶裂解酶PnlF的克隆表达及酶学性质分析

果胶裂解酶是一类通过β-消除机制降解果胶的多糖裂解酶,对果胶的利用具有重要意义。该研究利用真核表达载体,克隆表达了来自曲霉属Aspergillus costaricensis的酸性果胶裂解酶PnlF,经过亲和层析和凝胶过滤层析对该酶的发酵液进行了分离纯化,并对其酶学性质和降解果胶的产物进行了系统性研究。该研究成功实现了PnlF在毕赤酵母中的分泌表达,粗酶活力达到526 U/mg。PnlF的最适反应温度为50℃,最适反应pH为5.0;其酶活力在20～30℃及pH 5～6内稳定。Ca²⁺和Mg²⁺可以大幅度提高PnlF的活力;而Ag⁺和Cu²⁺则会严重抑制其活力;此外SDS、TritonX-100、苯甲磺酰氟等化学试剂对该酶活性的抑制作用较强。     

植物乳杆菌亚硝酸盐还原酶基因在大肠杆菌中重组表达、纯化及酶学性质分析

构建植物乳杆菌(Lactobacillus sp.LMY-20)中亚硝酸盐还原酶(nitrite reductase,NiR)的重组大肠杆菌、纯化重组蛋白并对其进行酶学性质分析。将人工合成的密码子优化的亚硝酸盐还原酶基因(nir)亚克隆至载体pET28a(+),构建重组表达载体p ET28a(+)-nir并转化到E.coli BL21(DE3)中实现表达。包涵体复性,利用镍柱亲和层析纯化重组亚硝酸盐还原酶。成功构建产亚硝酸盐还原酶的重组大肠杆菌并纯化了重组亚硝酸盐还原酶,纯化后经变性聚丙烯酰氨凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)分析在45 k Da附近出现明显条带。Na_2S_2O_4-MV法测得酶活为2 332.72 U/L,最适pH值为6.5,最适作用温度为37℃,在4～70℃下孵育40 min后可保持超过85%的活力。该研究实现植物乳杆菌来源的NiR在大肠杆菌中的重组表达、纯化及其酶学性质分析,重组NiR具有较好的温度适应性和稳定性,为其在农业、食品及医药等领域应用奠定基础。     

菊粉外切酶的异源表达、纯化及酶学性质

将菊粉降解菌Paenibacillus sp. Lfos16的菊粉外切酶基因克隆至表达载体p ET-28a (+),转入Escherichia. coli BL21(DE3)中实现了异源表达。利用镍柱亲和层析纯化重组菊粉外切酶,并进行SDS-PAGE检测。重组菊粉外切酶的表观分子质量为87 k Da,经纯化后,重组菊粉外切酶的比酶活为348.30 U/mg。重组菊粉外切酶作用菊粉和蔗糖的酶活分别为259.37 U/m L和592.16 U/m L,I/S值为0.438,且重组酶水解菊粉的主要产物为果糖。重组菊粉外切酶最适作用温度为40℃,且当温度低于30℃时酶活较稳定;最适作用pH为6。Ag~+、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)、Hg~(2+)、Fe~(3+)具有显著抑制作用。重组菊粉外切酶对菊粉的K_m为19. 28 mg/m L,Vmax为0.18 mg/(min·m L)。     

鲍鱼褐藻胶裂解酶基因的原核表达及酶学性质

褐藻胶寡糖因其内在的生物功能具有良好的应用前景,褐藻胶裂解酶可将褐藻胶降解为褐藻胶寡糖,基因工程技术为高效生产褐藻胶裂解酶提供了技术方法。从鲍鱼肝胰腺中提取RNA,通过RT-PCR得到cDNA,以cDNA为模板进行PCR扩增得到褐藻胶裂解酶基因algl,将其与pET-28a(+)载体连接,并在大肠杆菌BL21菌株中进行高效诱导表达。将工程菌体超声波破碎后进行十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测,利用Ni-NTA琼脂糖凝胶柱纯化重组蛋白Algl,继而对其进行酶学特性研究。细胞破碎物酶活检测及SDS-PAGE分析表明,重组蛋白为包涵体,相对分子量约为32 000。包涵体纯化、复性后的酶活为15.6 U/mL,比酶活为644.6 U/mg。纯化后的工程酶酶学性质研究表明:该酶最适温度35℃;最适pH值为8.0;只能降解多聚甘露糖醛酸(polyM)而不能降解多聚古洛糖醛酸(polyG);催化褐藻胶的K_m值为1.71 mg/mL,V_(max)为19.08 U/mL。重组酶Algl对多聚甘露糖醛酸的底物特异性和适冷性具有潜在的生物技术和工业应用。     

阿魏蘑漆酶同工酶的异源表达及酶学性质研究

共培养是提高漆酶发酵水平的一种有效手段,实验室前期研究发现,较之单培养,在阿魏蘑与胶红酵母的共培养过程中,阿魏蘑漆酶基因lacc2和lacc6的转录水平发生了明显变化。通过克隆得到阿魏蘑漆酶基因lacc2和lacc6,异源表达后对2个重组漆酶LACC2和LACC6进行分离纯化和酶学性质分析。以2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐[2,2′-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate), ABTS]为底物时,LACC2和LACC6的最适反应温度和pH相同,分别为50℃和3.0;低浓度的K⁺、Cu²⁺、Co²⁺和Mn²⁺对2个重组酶有不同程度的促进,但对LACC2的促进作用更为明显;与LACC6相比,LACC2对有机试剂和表面活性剂的耐受力更强,但更容易受到抑制剂的影响;动力学研究发现,LACC2和LACC6的最适底物均为ABTS,K_m值分别为0.13和0.24 mmol/L。研究结果为共培养过程中胶红酵母促进阿魏蘑产...     

醋酸菌中乙醛脱氢酶的分离纯化及酶学性质

以实验室筛选得到的醋酸菌(Acetobacter pomorum)为实验菌株发酵产酶,通过细胞破壁,采用(NH₄)₂SO₄沉淀、透析、DEAE-Sepharose 离子交换层析及 Superdex G-75凝胶过滤层析分离纯化得到乙醛脱氢酶的酶液,并考察其酶学性质。该酶分子质量为221.60 kDa,单个亚基分子质量约为54.41 kDa,为四聚体结构;纯酶液比活力20.25 U/mg,纯化倍数为10.16倍,乙醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase,ALDH)的回收率为6.53%。酶学性质研究表明,ALDH促进乙醛分解的最适温度为50 ℃,40~50 ℃相对酶活力稳定性好;该酶的最适pH为7.0,当pH在5.5~7.5内酶活力表现稳定;金属离子对酶活性的影响实验表明,Na⁺、K⁺、Zn²⁺、Ba²⁺对该酶酶有不同程度抑制作用,而Mg²⁺、Ca²⁺、Al³⁺、Li⁺、Cu²⁺具有促进作用;ALDH的最适底物为乙醛,相对偏好直链醛类。ALDH活性较大,为后期表达和深入研究其生物学功能提供理论和数据支持。     

粘质沙雷氏菌膜结合葡萄糖酸脱氢酶的分离纯化及其酶学特性

经超声破碎细胞、TritonX-114相分离、盐析、DEAE-sepharose离子交换层析和Hydroxyapatite吸附层析等步骤,从2-酮基葡萄糖酸（2-keogluconic acid,2KGA）生产菌株粘质沙雷氏菌JUIM03中获得比活力91.43 U/mg、纯化倍数160.4 倍的膜结合葡萄糖酸脱氢酶（gluconate dehydrogenase,GADH）。研究结果表明,粘质沙雷氏菌膜结合GADH由3 个亚基组成,其分子质量分别为65.0、45.0 kDa和23.0 kDa左右,是一种含有细胞色素C的黄素蛋白,能够催化氧化葡萄糖酸为2KGA。粘质沙雷氏菌膜结合GADH的最适反应温度为40 ℃,最适反应pH 5.0,在30 ℃以下、pH 5.0～6.0的条件下较为稳定;该酶具有严格的底物特异性,只有在D-葡萄糖酸作为底物时才具有催化活性,其Km值为1.33 mmol/L;一些金属离子（如Fe3＋、Cu2＋和Zn2＋）、有机溶剂（乙醇、异丙醇、甲醇和丙酮）、变性剂（十二烷基硫酸钠和巯基乙醇）以及有机酸（草氨酸和草酸）对膜结合GADH的催化活性具有明显的抑制作用。研究为粘质沙雷氏菌2KGA生物合成的过程优化与控制提供了一定的理论依据。     

一株嗜酸乳杆菌突变株亚油酸异构酶的纯化及性质

亚油酸异构酶可以把亚油酸转化为共轭亚油酸。用硫酸铵沉淀、透析、凝胶过滤等步骤 ,从 1株嗜酸乳杆菌突变株中分离纯化了该酶。纯化倍数为 5 2 .0倍、比活力达 5 1 3 .0U/mg、活力回收 7.0 %。用SDS PAGE测得该酶亚基的分子量为 40 .7ku ;该酶的最适反应pH值为 4.0左右 ,最适反应温度为 3 0～ 40℃ ,在 pH 2 .0～ 7.0和 60℃以下较稳定。Fe2 + 、Mg2 + 、Zn2 + 、Na+ 能提高酶活性 ,Hg2 + 、Cu2 + 、Mn2 + 、Fe3+ 能抑制酶活性。以亚油酸为底物时该酶的动力学常数为 2 1 .6mmol/L。     

小麦蛋白质二硫键异构酶基因的克隆、表达及重组酶性质

目的:克隆小麦蛋白质二硫键异构酶(wheat protein disulfide isomerase,wPDI)基因,实现其在大肠杆菌中的表达并探究其酶学性质。方法:以小麦种子总RNA为模板,逆转录并扩增得到wpdi,并以pET-30b为表达载体、大肠杆菌BL21(DE3)为宿主菌进行原核表达,表达产物经金属螯合层析纯化后进行了酶学性质研究。结果:克隆的基因全长1 548 bp,与"Wyuna"品种小麦wpdi基因相似性达99%。构建了pET-30b-wpdi表达载体,获得w PDI的最佳表达条件为:诱导温度22℃,诱导时间6 h,诱导剂浓度0.5 mmol/L。该酶含4个硫氧还蛋白结构域,分子质量约为66.2 kD,具有二硫键的还原酶和异构酶活性以及分子伴侣活性。结论:对重组wPDI的表达和酶学性质研究,为wPDI在面制品加工及其他方面的应用提供参考依据。     

黏质沙雷氏菌胞外几丁质酶的纯化及特性

黏质沙雷氏菌几丁质酶发酵上清液经硫酸铵沉淀、透析、DEAE-琼脂糖凝胶阴离子交换层析和苯基-琼脂糖凝胶疏水层析,得到电泳纯的几丁质酶和几丁质结合蛋白CBP21。该几丁质酶和CBP21分子质量分别约为58 ku和21 ku,CBP21对该几丁质酶水解几丁质增效明显。几丁质酶反应最适温度为50℃,最适pH约为6.5～7.0。该酶在55℃以下、pH 4.5～8.0范围内稳定。酶的Km值为0.22 mg/mL,Vm为1.26μmol/(min.mg)。金属离子K+、Sn2+、Mn2+对酶有一定激活作用,而Pb2+、Hg2+和Cu2+则强烈抑制其活性。该几丁质酶的糖基含量约为3.3%。EDTA和2-ME可分别提高酶活力65%和105%。H2O2强烈抑制酶活力,提示其活性中心可能存在硫氢基。     

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)...     

小麦蛋白质二硫键异构酶的毕赤酵母表达及重组酶性质研究

为开发天然健康的酶制剂型面粉改良剂,利用毕赤酵母表达了小麦蛋白质二硫键异构酶(wheat protein disulfide isomerase,wPDI)。以克隆质粒pMD19-T-wpdi为基因模板,亚克隆至毕赤酵母表达载体pPIC9K中,并以毕赤酵母GS115为宿主菌进行真核表达,表达产物经硫酸铵沉淀和阴离子交换层析纯化后,与大肠杆菌重组wPDI的酶学性质进行了比对,并利用粉质仪探究了重组wPDI对面粉品质的影响。结果表明,克隆的wpdi基因含有1347个碱基,共编码449个氨基酸,分子量约为50.2 ku。Western blot结果显示,构建的重组酵母表达系统成功表达了重组wPDI;阴离子交换层析获得的wPDI的酶学性质研究表明,酵母重组wPDI表现出了二硫键氧化还原活性和分子伴侣活性,其还原活性高于大肠杆菌重组wPDI,氧化活性和分子伴侣活性低于大肠杆菌重组wPDI。粉质实验结果表明,相对于大肠杆菌重组wPDI,酵母重组wPDI表现出了更强的弱化面粉加工品质能力。研究结果为wPDI的深入研究及其在面制品中的应用奠定了基础。     

植物乳杆菌亚油酸异构酶的分离纯化及其性质研究

经硫酸铵分级沉淀、阴离子交换层析和凝胶过滤,由植物乳杆菌(LactobacillusplantarumL 2 9)分离纯化得到亚油酸异构酶,分子量为4 3ku。对其酶学性质进行研究,结果表明,温度37℃、pH 6 0时酶活性较高;Co2 + 、Fe2 + 可提高酶的活性,Cu2 + 、Zn2 + 则对酶活力有抑制作用;该酶作用于亚油酸的Km=2 5 3×10 -5mol/L ,Vmax=2 5 7×10 -8mol/ (min·mg)。     

猪肉12-脂肪氧合酶催化结构域的表达、纯化及其酶学性质分析

研究脂肪氧合酶（lipoxygenase,LOX）在猪肉贮藏、加工过程中对脂肪氧化及风味形成的作用机制。通过序列分析和聚合酶链式反应扩增获得了猪肉12-脂肪氧合酶催化结构域（12-lipoxygenase catalytic domain,12-LOXcd）的编码基因,采用大肠杆菌表达系统,经镍柱亲和层析和Superdex G200凝胶过滤层析纯化得到12-LOXcd蛋白,并研究其酶学性质。结果表明,构建的原核表达载体pMBP-12-LOXcd在大肠杆菌中成功可溶性表达了猪肉12-LOXcd,该重组蛋白经纯化可达电泳纯。12-LOXcd以亚油酸为底物的比活力为2 826.7 U/mg,最适pH值为6.0,最适作用温度为30 ℃。亚油酸Km为0.40 mmol/L,亚麻酸Km为0.55 mmol/L,花生四烯酸Km为4.15 mmol/L,表明最适底物为亚油酸。与大豆LOX相比,该酶在较高NaCl质量分数（9%）时仍保持活性稳定;对热较不稳定,在60 ℃条件下失活,但优于大豆LOX的热稳定性;此外,12-LOXcd的pH值稳定性也优于大豆LOX,在碱性条件下仍能保留部分活力。     

芫荽酸性磷酸酶的提取、纯化及酶学性质研究

采用硫酸铵分级沉淀、CM-Sepharose离子交换层析、Superdex-200凝胶过滤层析法,从新鲜芫荽中分离纯化出电泳纯的酸性磷酸酶（acid phosphatase,ACP）。该酶的酶活回收率为14.20%、纯化倍数为238.60、酶比活力为295.87 U/mg、亚基分子质量约为53.8 kD;芫荽ACP酶学性质研究结果表明：该酶的最适反应温度为55 ℃,在50 ℃以下时较稳定,因此该酶对温度较敏感;该酶的最适反应pH值为5.8,在pH?4.0～7.0之间较稳定,表明该酶耐受于酸性环境;芫荽ACP的对硝基苯酚磷酸二钠Km值为0.63 mmol/L,表明该酶与底物对硝基苯酚磷酸二钠具有较高的亲和力;甲醇、乙醇、异丙醇、抗坏血酸、草酸、Cu2＋、Pb2＋、Ag＋对该酶具有强烈的抑制作用;Mg2＋、Mn2＋、Ba2＋、K＋对该酶具有一定的激活作用。     

重组水稻 α-半乳糖苷酶的分离纯化及酶学性质研究

对重组水稻α- 半乳糖苷酶的分离纯化及其酶学性质进行研究。结果表明：该重组酶分子质量约为59kD;最适酶反应温度为45℃,最适pH 值为5.0;酶活力在0～20℃,pH4.0～7.0 最为稳定;酶学动力学常数Km 为0.78mmol/L,Vmax 为10.16mmol/(mg·min)。多数的金属离子和有机离子对酶催化作用没有影响,Hg2+、Ag+及－ SH 基团抑制剂p-chloromercuribenzoic acid(pCMB)对酶活性有强烈抑制作用。