Thermotoga maritima普鲁兰酶的基因克隆与酶学性质研究

以海栖热袍菌(Thermotoga mariti ma)MSB8基因组DNA为模板,PCR扩增出普鲁兰酶基因pulA,克隆入表达载体pET28a,转化EscherichiacoliBL21-CodonPlus(DE3)-RIL,经IPTG诱导,测定普鲁兰酶酶活性。结果表明,重组转化子的细胞破碎液有普鲁兰酶活性,SDS-PAGE电泳结果显示出分子量约为96ku特异性蛋白质条带。酶学性质分析表明,其最适反应温度达到95℃,在30~80℃均保持最大酶活力的80%以上,最适反应pH值为6.0,且在碱性条件下稳定。     

耐热普鲁兰酶真菌的筛选、鉴定及酶学性质研究

本研究从西藏羊八井热泉下游淤泥中筛选得到了一株高产耐热普鲁兰酶菌株YBJ10-2,经诱导后其最高产酶量可达55.732U/mL,是目前国内外发现的产酶量较高的真菌。根据形态特征及18S rDNA序列同源性分析,初步判定菌株YBJ10-2属于球孢枝孢菌。该菌株发酵所产耐热普鲁兰酶在65-75℃和pH 5.0-8.0条件下较稳定,最适pH值为6.5,最适温度为72℃,对普鲁兰糖和支链淀粉催化能力最强,具有广阔的开发应用前景。     

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。     

产普鲁兰酶蜡样芽孢杆菌的分离鉴定及酶学性质研究

利用选择性培养基从广西南宁淀粉加工厂附近土壤中分离出一株具有产普鲁兰酶能力的野生菌株GXBC-2。该菌株革兰染色为阳性,形成芽孢,菌体细胞杆状,结合生理生化特征和16S rDNA序列分析,初步鉴定该菌株为Bacillus cereus GXBC-2。对该菌所产普鲁兰酶的性质研究表明:酶的最适反应温度为50℃,在30～50℃范围内稳定,最适pH为7.0,稳定pH范围为6～8.5。产物经HPLC分析证明,该酶能水解普鲁兰糖产生麦芽三糖,对可溶性淀粉不起作用,所以该酶属于I型普鲁兰酶。     

Vibrio natriegens几丁质酶基因的异源表达及酶学性质研究

几丁质是自然界中除纤维素外第二多的多糖聚合物,在几丁质酶的作用下生成的几丁寡糖具有较好的生物活性及应用价值.通过分子生物学手段获得高活性重组几丁质酶,有利于实现虾壳等几丁质资源的高值化利用.对来源于Vibrio natriegens中的几丁质酶基因进行克隆及诱导表达,获得重组几丁质酶VnChit4,然后通过亲和层析对该...     

乙醛脱氢酶的克隆表达及其酶学性质

将Gene Bank中人源乙醛脱氢酶2的基因序列根据酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的密码子偏好性进行密码子优化后合成目的基因ALDH2,采用融合PCR技术,构建人源ALDH2基因的表达组件TRP1L-URA3-TPIp-ALDH2-TPIt-TRP1R。通过电转化的方法将基因表达组件通过同源重组整合到酿酒酵母W303-1A的基因组上,获得基因工程菌W303-ALDH2。工程菌发酵后的粗酶液经His TrapTMexcel亲和层析柱纯化获得重组ALDH2,其活性为20.70 U/mg;重组酶的相对分子质量是56 k Da;最适反应pH和温度分别为5.0和35℃;除Na+外,K+、Ca2+、Mg2+、Mn2+均能不同程度地提高ALDH2的酶活。以乙醛为底物测得酶的Km值为0.908 mmol/L,最大反应速度Vmax为114.94 U/mg;以辅酶NAD+为底物测得酶的Km值为0.282 mmol/L,最大反应速度Vmax为58.82 U/mg。     

异甘露聚糖酶基因的克隆表达及酶学性质分析

以pET-30(a)为表达载体,将来源于枯草芽孢杆菌K-6(Bacillus subtilis K-6)的异甘露聚糖酶基因(isoman K-6)在Escherichia coli BL21(DE3)中进行了表达。Isoman K-6登录号为HQ902141,基因全长为1083bp,共编码360个氨基酸,工程菌酶活为415.9U/mL,SDS-PAGE电泳表明,工程酶ISOMAN K-6分子量约为45000u,与预期分子量相符。经IDAHisBind树脂柱纯化的纯酶酶学性质研究表明,该重组酶为金属酶,Al3+和Ba2+对其有很强的激活作用,其最适反应温度为55℃、最适pH为6.0,且在pH4.5~7之间有着较好的稳定性,以槐豆胶为底物时,Vmax和Km分别为1.3U/mL和7.3mg/mL。     

大肠杆菌苹果酸脱氢酶基因mdh的克隆、高效表达及酶学性质

以大肠杆菌基因组DNA为模板,扩增得到苹果酸脱氢酶(mdh)编码基因mdh,构建了重组菌pET-28a-mdh/BL21并成功表达了mdh,大小约36 000。选用Ni柱亲和层析法纯化具有活性的苹果酸脱氢酶(mdh),纯化后比酶活达到112.5 U/mg,纯化倍数达2.62倍,回收率为59%。并对该酶的酶学性质进行了初步研究,其中反应最适pH值为6.0,在pH值2.0~6.0范围内稳定;反应最适温度为37℃,在42℃以下酶的稳定性较好。K+对酶有明显的激活作用,Cu2+对酶有抑制作用,Hg2+和Zn2+对酶有很强的抑制作用。醇类对酶的活力影响不大,丙三醇可显著提高酶的热稳定性。酶动力学参数以草酰乙酸为底物的Km为0.235 mmol/L,Vmax为0.47μmol/(L.min)。     

来源于Anoxybacillus sp. SK3-4普鲁兰酶PulASK的固定化及酶学性质研究

普鲁兰酶在淀粉加工、多糖制备以及啤酒酿造等领域有着广泛应用。然而,该酶游离下催化产物需分离纯化和本身不可再生限制了其工业应用。磁性纳米材料具有可重复使用、磁回收性质和比表面积大等特点,有助于解决游离酶的工业化应用难题。作者将源于LAnoxybacillus sp. SK3-4的普鲁兰酶PulASK固定在纳米磁性材料Fe₃O₄@Histidine上以制备固定化酶复合体：Fe₃O₄@Histidine/PulASK,测定固定化酶的酶学性质和动力学参数。结果显示,与游离酶PulASK相比,固定化酶Fe₃O₄@Histidine/PulASK的最适反应温度由60 ℃提高到65 ℃,最适pH与游离PulASK相同;在60 ℃,pH 6.0下孵育7 h,固定化酶残余酶活为62%,而游离酶的仅为30%。分析酶动力学数据可知,在60 ℃,pH 6.0的情况下,游离酶PulASK的K_m为4.7 mmol/L,为Fe₃O₄@Histidine/PulASK的1.47倍;Fe₃O₄@Histidine/PulASK的k_cat值是350 s^-1,与PulASK的k_cat值相当,Fe₃O₄@Histidine/PulASK的k_cat/K_m是PulASK的1.57倍;并且Fe₃O₄@Histidine/PulASK在重复使用9次后,活力仍保持50%以上。与PulASK相比,Fe₃O₄@Histidine/PulASK具有良好的热稳定性且可重复使用,具有潜在应用于食品工业的价值。     

壳聚糖酶的基因克隆表达及酶学性质研究

作者从NCBI数据库中挖掘到来源于Butyrivibrio sp. MC2013的壳聚糖酶基因,命名为BUT,该壳聚糖酶基因大小为903 bp,编码301个氨基酸。通过NCBI数据库和进化树比对发现,该壳聚糖酶（BUT）属糖苷水解酶46家族（后简称GH-46）,与其它壳聚糖酶相似度为59%,是一种新型的壳聚糖酶。序列经密码子优化后进行全基因序列合成,与表达载体pET21a（+）连接构建重组质粒pET-21a-BUT,转入大肠杆菌E. coli BL21（DE3）表达宿主,进行诱导表达。所得重组壳聚糖酶通过Ni-NTA亲和层析进行纯化,SDS-PAGE确定其蛋白分子量为35 kDa,DNS法测定其酶活为146.0 U/mg。对BUT酶的酶学性质进行探究,结果表明BUT酶最适温度和pH分别为45 ℃、8.0,在中性偏碱性条件下稳定性较强。Mn2+对其酶活力具有促进作用,SDS、Fe3+、Cu2+、Zn2+等的抑制作用极强。通过TLC对其水解产物分析发现,BUT水解壳聚糖的产物是壳二糖、壳三糖和壳四糖。     

胶质芽孢杆菌葡萄糖磷酸变位酶基因的克隆、表达与酶学性质研究

胶质芽孢杆菌所产胞外多糖作为絮凝剂在食品工业废水处理方面比传统的工业絮凝剂具有更好应用效果而引起了广泛的关注。葡萄糖磷酸变位酶(PGM,EC5.4.2.2)能将葡萄糖-6-磷酸转变成葡萄糖-1-磷酸而被认为是多糖合成路径上的关键酶之一。本研究克隆获得来源于自胶质芽孢杆菌GIM1.16编码PGM的基因pgm。序列分析表明,该基因包含一个1710bp的读码框。在大肠杆菌中表达了pgm基因并纯化了重组蛋白,SDS-PAGE电泳结果显示重组的PGM分子量约为63kDa。重组的PGM最适反应温度为40℃,但当反应温度超过55℃时,PGM基本丧失活性,PGM在酸性(pH4~6)及碱性溶液(pH8.5~10)中均表现出低活性,其最适合反应pH值为7.5。PGM对底物葡萄糖-1-磷酸的Kcat和Km值分别为684min-1和0.24mM-1。本研究为胶质芽孢杆菌菌株的基因工程改造和代谢工程研究奠定了坚实基础。     

一种高耐热普鲁兰酶的克隆表达、酶学性质及其在粉丝制作中的应用

为了获得一种适合在粉丝制作中使用的高耐热普鲁兰酶,对Thermus thermophilus的普鲁兰酶基因进行了异源表达及应用性质研究。以T.thermophilus XQ5331基因组DNA为模板,通过PCR方法扩增获得普鲁兰酶编码基因TtP5331,在大肠杆菌中实现高效表达。重组酶TtP通过离子交换层析获得初步纯化。酶学性质研究结果显示,重组酶最适作用温度为75℃,最适pH6.5,在最适条件下比酶活为17 U/mg。重组酶TtP在90℃下保温10 min仍能保留约60%的酶活,沸水浴5 min可以完全灭活。在传统粉丝制作工艺基础上,采用先加酶后制芡糊的方式制作粉丝,按照每克芡糊淀粉1 U的量添加TtP处理芡糊,制作的粉丝的断条率为4.5%,与添加明矾获得的粉丝基本一致。以上结果说明,在酶法粉丝制作工艺中,TtP适合在芡糊制作前在淀粉悬液中添加,是一种用量小、使用简便的明矾替代物。     

解淀粉芽孢杆菌I型耐热普鲁兰酶的纯化及酶特性分析

对来源于菌株解淀粉芽孢杆菌HxP-21的普鲁兰酶（命名为PulBa）分离纯化,研究其酶学特性,为普鲁兰酶在淀粉加工中的应用提供理论基础。通过硫酸铵沉淀、阴离子交换层析和葡聚糖凝胶过滤层析从菌株HxP-21发酵液中分离纯化出一种新型的普鲁兰酶。酶的纯化倍数20.8,回收率53.2%,比活力176.5 U/mg。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳测得PulBa达到电泳纯,分子质量51.2 kDa。PulBa在45～70 ℃和pH 3～6范围内具有较高酶活力,最适反应温度55 ℃、pH 4.5。PulBa有良好的pH值稳定性和热稳定性,40～70 ℃孵育120 min保留最初活性的80%以上;pH 3～7范围内具有很高的稳定性,孵育6 h后仍保留60 U/mL以上活性。PulBa对各种金属离子和化学试剂表现出不同的敏感性,Mg2＋和Ca2＋能够显著增强酶活力。PulBa最适作用底物为普鲁兰糖,对马铃薯支链淀粉、玉米支链淀粉、可溶性淀粉和糖原也有一定水解活性,但对α-环糊精和β-环糊精和直链淀粉无活性。以普鲁兰糖为底物PulBa的Km和Vmax值分别为1.34 mg/mL和24.6 μmol/（min·mg）。研究表明PulBa是典型的I型普鲁兰酶。薄层层析进一步证明,PulBa专一性水解支链淀粉α-1,6-糖苷键,产生麦芽三糖。本研究确定了一种新型的普鲁兰酶,该酶在高热稳定性和酸性环境下具有高活性,在淀粉加工等生物技术产业中有较好的应用潜力。     

深海古菌Thermococcus siculi HJ21高温普鲁兰酶基因的克隆及表达

根据NCBI 上公布的普鲁兰酶基因的保守序列设计简并引物,以Thermococcus siculi HJ21 基因组DNA 为模板进行PCR,得到T. siculi HJ21 普鲁兰酶的基因,测序后通过Blast(NCBI)数据库比对和分析表明扩增基因有一个4056bp、编码1351 个氨基酸的开放阅读框,为一新的普鲁兰酶基因。将该基因插入表达载体pET28a,并转化Escherichia coli BL21(DE3),经IPTG 诱导,测定普鲁兰酶比活力。重组转化子的细胞破碎液有高温普鲁兰酶活性,SDS-PAGE 电泳结果显示出分子质量约为150kD 的特异性条带。     

产耐热普鲁兰酶菌株的分离、筛选与鉴定

从某火山口的土壤样品中分离筛选得到了一株产耐热普鲁兰酶菌株T-10,酶活力为1.22 U/m L。经形态特征观察、生理生化特征实验以及16S r DNA序列同源性分析,确定该菌株为解淀粉芽孢杆菌。酶学性质研究表明:该普鲁兰酶的最适温度是60℃,在70℃保温4 h后活力残留60%以上;最适p H值为6.0,p H 3.0~8.0在室温保存4 h后相对酶活力大约为70%。目前,鲜有发现产耐热普鲁兰酶的菌株为解淀粉芽孢杆菌,其具备良好的应用前景。     

培养基及培养条件对普鲁兰酶的影响

从土壤中分离出一株产普鲁兰酶的菌株,初步鉴定为芽孢杆菌．通过优化发酵培养基及发酵培养条件,在２５０ｍＬ的摇瓶中可达到４．５μｍｏｌ／（ｍｉｎ·ｍＬ）的普鲁兰酶酶活．优化后的发酵培养基成分如下：玉米支链淀粉２ｇ／ｄＬ,蛋白胨２ｇ／ｄＬ,牛肉膏１．５ｇ／ｄＬ,ＮａＣｌ０．５ｇ／ｄＬ,ＭｎＳＯ４２μｍｏｌ／Ｌ．摇瓶发酵工艺条件：接种量１７％,温度３７℃,摇瓶转速２２０ｒ／ｍｉｎ,ｐＨ６．０,发酵周期３２ｈ．通过２Ｌ容积的发酵罐批式发酵,酶活可稳定在３．３μｍｏｌ／（ｍｉｎ·ｍＬ）左右     

新型耐热耐酸普鲁兰酶的分离纯化与酶学特性分析

从泡盛曲霉(Aspergillus awamori)XF发酵液中分离纯化普鲁兰酶(PulXF)并研究其酶学性质。通过硫酸铵沉淀、阴离子交换层析、凝胶过滤层析和疏水层析,纯化得到一种电泳纯的PulXF。纯化倍数8.16倍,比活力为309.28 U/mg。SDS-PAGE检测得单条带,表明PulXF为单亚基蛋白,分子量63.7 kDa。在50~80 ℃,pH4.5~8.0范围内,酶能保持高活性,最适反应温度60 ℃,最适pH5.0。在较广的pH范围内(pH3.0~8.0),28 ℃下,经过24 h酶活能保持80%以上活性。K_m值和V_max分别为0.92 mg/mL和11.90 μmol/min。酶活测定及TLC分析显示PulXF对普鲁兰多糖有强水解活性,终产物麦芽三糖;对支链淀粉和可溶性淀粉有较弱活性,对直链淀粉、α-环糊精、β-环糊精和糖原无活性。表明从泡盛曲霉XF分离的PulXF属于I型普鲁兰酶。Ca²⁺、Zn²⁺和Mg²⁺能够促进酶的活性,其中Ca²⁺激活作用最强。而PulXF在5%浓度的SDS、CTAB、Tween 80和30%的乙醇中保持高稳定性。基于PulXF在苛刻环境下的高稳定性及高活性,很有希望在淀粉加工、食品饮料等领域以及需要在高温、高酸环境下使用的生物技术工业中使用。     

天冬氨酸激酶突变体G277K中AK基因的克隆表达及酶学性质表征

通过序列比对和晶体结构分析发现,天冬氨酸激酶（aspartokinase,AK）的G277位点高度保守,并与抑制剂Thr通过氢键相连,对其进行定点突变和酶学性质表征。结果表明：突变体G277K的AK最适反应条件是30 ℃、pH 8.5;动力学实验结果显示突变体AK的正协同效应降低,趋向于米氏酶,参数S0.5、nH、酶比活力、Vmax分别是7.05 mmol/L,1.24、964.3 U/mg、32.143 U/（mg·min）;热稳定性实验显示,其30 ℃半衰期为2.3 h,3 h后酶活力丧失80%左右;Ni2+在低浓度时表现出显著的激活效应;有机溶剂丙三醇、异丙醇和二甲基亚砜的体积分数为1%时,对AK的酶活力有很好的激活作用,表明突变体AK对一些有机溶剂有一定的抗性;低浓度的赖氨酸和蛋氨酸对AK有激活作用。     

耐热嗜碱蛋白酶基因的克隆、表达及其酶学性质分析

碱性蛋白酶是一类重要的工业酶制剂。为进一步提高碱性蛋白酶在高温碱性条件下的活力,增强其工业应用价值,本文从地衣芽胞杆菌CCTCC M2018539中首先通过PCR扩增获得碱性蛋白酶编码基因aprE539并克隆入表达载体pND-113中,在枯草芽胞杆菌WB600中实现碱性蛋白酶AprE539的表达;重组酶AprE539经硫酸铵沉降(30%~70%)、透析、DEAE阴离子交换和超滤获得纯酶,并以SDS-PAGE电泳测定AprE539的分子量大小。结果表明,AprE539的分子量大小为30 kDa。进一步对其酶学性质研究表明:AprE539的最适作用pH为11.0,最适作用温度为65~70℃;在pH6.0~12.0范围内具有较好的稳定性;在60℃保温1 h后酶活剩余70%;Cu²⁺、Mn²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺对酶活有明显促进作用。AprE539在氨基酸序列上仅有2个氨基酸残基与碱性蛋白酶2709存在差异,但其酶学特征差异明显,为后续进一步探究其酶学性质差异性奠定基础。