棘孢青霉右旋糖酐酶基因克隆及其在毕赤酵母中的表达

以右旋糖酐酶产生菌棘孢青霉F1001基因组为模板反转录合成右旋糖酐酶的cDNA（dex）,基因全长1 866 bp,根据毕赤酵母密码子偏好性优化dex序列获得优化右旋糖酐酶基因（opt-dex）,分别构建dex-pPICZαA和opt-dex-pPICZαA重组质粒,电击转入毕赤酵母X33中构建重组子。通过蓝色右旋糖酐T-2000平板以及摇瓶发酵筛选获得产右旋糖酐酶的重组酵母菌株。重组酶的酶学性质分析显示,重组酶分子质量65?kDa、最适pH?5.0、最适温度35?℃,专一作用于α-1,6糖苷键。在摇瓶水平上对重组毕赤酵母表达条件进行优化,优化培养条件为培养温度25?℃、初始pH?5.0、每24?h甲醇添加量1%（体积分数）、每24?h山梨醇添加量5?g/L、吐温-80添加量4?g/L、摇瓶装液量50?mL/500?mL锥形瓶,优化后的重组右旋糖酐酶分泌表达酶活力提高到240.74?U/mL。重组酵母X33是一株适合外源表达棘孢青霉右旋糖酐酶基因的工程菌,该重组酶可替代棘孢青霉右旋糖酐酶直接应用于工业生产催化制备右旋糖酐。     

内切葡聚糖酶与木聚糖酶在毕赤酵母中的共分泌表达

为实现内切葡聚糖酶和木聚糖酶在毕赤酵母中的共分泌表达,进而降低酶制剂的生产成本,构建含木聚糖酶基因的重组表达载体pPICZαA-Aoxyn11A,经SacI线性化后,电转化至含内切葡聚糖酶基因Aucel12A的重组毕赤酵母GSC7中,获得双重重组毕赤酵母GSCX8。经甲醇诱导表达后,GSCX8发酵上清液中内切葡聚糖酶和木聚糖酶的活性分别为47.77IU/mL和192.71IU/mL,为单独表达菌株GSC7和GSX5的85%和80%。酶学性质分析显示,内切葡聚糖酶的最适pH为4.0,在pH3.0~8.5稳定;最适温度为50℃,在60℃以下稳定。木聚糖酶的最适pH为5.5,在pH3.0~10.0稳定;最适温度为55℃,在50℃以下稳定。GSCX8遗传稳定性测试结果表明,内切葡聚糖酶和木聚糖酶在毕赤酵母中实现了稳定的共表达。     

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。     

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。     

嗜热裂孢菌木聚糖酶在毕赤酵母中的表达及酶学性质

将优化后的来自嗜热裂孢菌的木聚糖酶基因在毕赤酵母中进行异源表达并分析了其表达产物的酶学性质。对来源于嗜热裂孢菌的木聚糖酶基因催化域进行密码子优化,人工合成优化后的木聚糖酶成熟肽基因xyl11~M,构建重组表达质粒pPIC9K-xyl11~M,将其经SalⅠ线性化后电击转化毕赤酵母GS115,经G418筛选得到重组工程菌GS115/xyl11~M,甲醇诱导表达重组蛋白。表达的重组蛋白reXyl11M经SDS-PAGE分析,其相对分子质量约34 000,酶活性可达到105.3 U/m L,最适反应温度为70℃,并在30~75℃温度内较稳定;最适反应pH为6.0,在pH6.5~7.5范围内稳定;Co~(2+)、Ba~(2+)、Cu~(2+)、Li~+对酶活性有强烈的激活作用,Fe~(3+)有明显的抑制作用,其它金属离子及EDTA对re Xyl11M酶活性影响不大。结果表明xyl11M成功在毕赤酵母GS115中实现表达,且reXyl11~M的酶学特性优良。     

一种酸性真菌α-淀粉酶的异源表达与重组酶性质

用PCR方法扩增扣囊复膜孢酵母CICIM Y1037菌株真菌α-淀粉酶基因成熟肽编码区(SfA),插入表达载体pPIC9K。重组质粒pPIC9K-SfA转化巴斯德毕赤酵母GS115,筛选获得淀粉酶活力相对最高的重组菌Pichia pastoris GS115/pPIC9K-SfAmy LZ08。SDS-PAGE电泳分析纯化获得的重组酶SfA,结果显示重组酶分子质量为61 kDa左右。SfA最适反应温度为45℃、最适pH为4.5,是一种酸性α-淀粉酶。Ca2+对SfA的热稳定性有促进作用,重组酶在含5 mmol/L Ca2+,pH 4.5的溶液中,55℃保温4 h酶活仍保留80%以上。SfA水解玉米淀粉获得麦芽寡糖和少量葡萄糖,其中麦芽糖和麦芽三糖为主要产物,分别占水解物的37%和39%。重组酶SfA在麦芽三糖和麦芽寡糖糖浆生产中有一定的应用潜力。     

一种密码子优化的酸性普鲁兰酶基因在巴斯德毕赤酵母中的高效表达

根据毕赤酵母密码子偏好性对来源于Bacillus deramificans的普鲁兰酶基因进行优化并构建在细胞内表达普鲁兰酶的重组毕赤酵母。优化后普鲁兰酶编码基因Bd P4在巴斯德毕赤酵母GS115中的表达水平平均比优化前的普鲁兰酶基因Bd P提高4倍以上。筛选到1株表达水平较高的重组菌Pichia pastoris GS115/p PIC9K-Bd P4 WB54。在5 L发酵罐获得了初步优化的发酵条件:发酵液p H 4.5,在菌体量达到87 g/L时开始甲醇流加,采用溶氧(DO)恒定策略控制甲醇流加,DO控制在25%的水平,甲醇流加速率为9.9 m L/(L·h),搅拌转速控制在最大值800 r/min,通风量2 V/(v·m)。在优化条件下重组菌发酵酶活在2 000 U/m L以上。重组酶最适p H为4.0,最适作用温度50℃,在50和55℃下酶活半衰期分别为32和18 h。     

克氏担孢酵母脂肪酶基因在毕赤酵母中的高效表达

以克氏担孢酵母V3脂肪酶基因为研究对象,构建毕赤酵母稳定的高效表达系统。采用同源克隆法从克氏担孢酵母V3中获得一个脂肪酶基因,并将其构建到表达载体pPICZαA,转入毕赤酵母X33中,成功实现了克氏担孢酵母V3脂肪酶基因在毕赤酵母X33中的表达。重组工程菌摇瓶培养120 h后,酶活力可达18 U/mL。重组酶的最适反应温度为60 ℃,最适pH值为5.0。1 mmol/L的Mg2+、K+和Na+以及质量浓度为1 g/100 mL的曲通-100、吐温-80、吐温-20对重组KLIP具有激活作用。重组酶的最适底物为三硬脂酸甘油酯（C18）。     

黑曲霉β-葡萄糖苷酶基因克隆及在毕赤酵母中分泌表达

为大规模制备β-葡萄糖苷酶,构建重组酵母工程菌,实现β-葡萄糖苷酶的分泌表达。根据已报道黑曲霉(Aspergillus niger)β-葡萄糖苷酶cDNA序列设计一对引物,采用RT-PCR扩增,获得黑曲霉β-葡萄糖苷酶基因(bgl)。构建了pMD-18T-bgl克隆载体,bgl亚克隆到质粒pPIC9K,构建表达载体pPIC9K-bgl。经BglⅡ线性化后电转入Pichia pastoris GS115,经过MD、YPD/G418平板筛选阳性克隆,获得分泌表达重组P.pastoris GS115的工程菌。用终体积分数1%的甲醇对其进行诱导表达,SDS-PAGE和酶活测定结果表明,重组毕赤酵母分泌了1个相对分子质量约90 000的蛋白质,与该酶基因产物的理论值一致。酶催化的最适温度为50℃,最适pH 5.5,其酶活达到38 U/mL,比已报导重组酶产酶水平有较大程度的提高。     

黑曲霉β-葡聚糖酶基因eglA6在乳酸克鲁维酵母中的表达及重组酶性质

以黑曲霉（Aspergillus niger）高耐热葡聚糖酶编码基因eglA6在乳酸克鲁维酵母（Kluyveromyces lactis）中的表达及重组酶性质为研究目的。利用乳酸克鲁维酵母表达系统,构建表达eglA6基因的重组菌K. Lactis GG799/pKLAC1-eglA6 SL105,重组菌摇瓶发酵酶活达到23.0 U/mL。重组酶AnEglA6K表观相对分子质量为5.6×10⁴,明显高于同一基因在巴斯德毕赤酵母中的表达产物。重组酶最适pH为5.0,最适温度为75 ℃,在80 ℃时酶活半衰期为65.0 min。以微晶纤维素为底物时重组酶比酶活约为0.5 U/mg。基因eglA6在乳酸克鲁维酵母中的表达产物与其在巴斯德毕赤酵母中的表达产物有明显差异,前者相对分子质量明显高于后者,热稳定性和结晶纤维素降解活性也高于后者。以乳酸克鲁维酵母为宿主表达eglA6基因获得的重组葡聚糖酶具有很高的耐热性,适合在饲料工业中应用。     

Streptomyces septatus磷脂酶D在毕赤酵母中的重组表达及酶学性质分析

以Streptomyces septatus TCCC 21057基因组为模板,扩增得到磷脂酶D(phospholipase D,PLD)基因(pld),经合成获得pld密码子优化基因(pldm),以pPIC9K为表达载体,毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115为宿主菌株,构建获得毕赤酵母重组菌株GS115/pPIC9K-pldm,摇瓶发酵后获得的重组PLD(rPLDM)转酯活力达2.37 U/mL;rPLDM经纯化后进行转酯酶学性质分析,其最适作用温度为60℃,最适作用pH值为6.5;在单水相反应体系中,40℃、pH 6.5、Ca²⁺浓度10 mmol/L、大豆磷脂酰胆碱和L-丝氨酸物质的量比1∶10、rPLDM添加4.0 U/mL,反应6 h后,磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,PS)的产率可达到33%。本研究通过对rPLDM的重组表达、转酯酶学性质及催化合成PS的研究,为进一步实现酶法合成新资源食品PS奠定了基础。     

交替糖蔗糖酶受体反应产低聚四糖及其条件优化

为探究交替糖蔗糖酶这一新型葡聚糖蔗糖酶产低聚糖的受体反应,确定其产低聚四糖的最优条件。采用嗜柠檬酸明串珠菌SK 24.002产交替糖蔗糖酶,以蔗糖和麦芽糖为底物,利用该酶的受体反应产低聚四糖,并对该反应进行了条件优化。结果表明,最优反应条件为:100g/L蔗糖+100g/L麦芽糖+0.3U/m L酶液,反应时间为5h,反应温度为40℃,反应体系为50mmol/L p H5.4的醋酸缓冲液,在此条件下,低聚四糖的产量最高可达52.8g/L。通过控制受体反应的条件,可有效的提高产物低聚糖的产量。     

重组果聚糖蔗糖酶的发酵优化及应用

为了研究不同条件下重组短小芽孢杆菌产果聚糖蔗糖酶的最适条件以及利用重组酶转化蔗糖-乳糖制备低聚乳果糖的最适转化条件。以前期构建的产果聚糖蔗糖酶重组短小芽孢杆菌Brevibacillus brevis/pNCMO2-lsc作为菌种,通过单因素试验以及正交试验确定其最适产酶的发酵培养基为:葡萄糖20 g/L、氮源(工业酵母粉∶棉籽粉=2∶1,质量比)为40 g/L、CaCl_20.5 mmol/L,最适产酶温度30℃。在最优条件下发酵培养,果聚糖蔗糖酶的酶活可达62.1 U/mL,是优化前的3.69倍。利用该重组果聚糖蔗糖酶转化蔗糖-乳糖制备低聚乳果糖,在蔗糖和乳糖质量浓度均为200 g/L情况下,确定其最适转化条件:反应温度35℃,pH 6.0,加酶量为2 U/g底物,反应8 h后低聚乳果糖转化率可达39.1%。     

β-淀粉酶的表达与酶学性质

本研究在构建重组表达质粒p PIC-BBA的基础上,构建并筛选获得了高分泌表达大麦β-淀粉酶的重组巴斯德毕赤酵母GS-BBA。重组酵母在摇瓶发酵条件下,能够分泌表达180 U/m L的β-淀粉酶酶活力。进一步对该重组酶的酶学性质进行了分析,重组β-淀粉酶的最适作用温度为55℃,最适作用p H值为5.0,在不高于55℃和在p H 3.0~10.0之间有良好的热稳定性和p H值稳定性。重组酶水解淀粉的主要产物为麦芽糖,在普鲁兰酶的协助下,其水解淀粉形成麦芽糖的最大转化率为78.28%。     

雪白根霉脂肪酶基因在毕赤酵母中的高效表达及其酶学性质研究

采用同源克隆法获得了雪白根霉的脂肪酶基因(rnl),将其连接到pPICZαA载体上,得到重组表达载体pPICZαA-rnl。将表达载体pPICZαA-rnl用限制性内切酶SacI线性化后,电击转入毕赤酵母X-33中。雪白根霉脂肪酶基因在毕赤酵母X-33中成功表达,重组菌株摇瓶培养144 h后,酶活可达48 U/mL。重组酶最适pH值为8.5,最适反应温度为35℃。1 mmol/L的Mn2+,Ca2+和K+以及1%的表面活性剂吐温20,吐温80,曲通100对重组脂肪酶具有激活作用。重组酶的最适底物为三月桂酸甘油酯(C12)。     

甲基营养芽孢杆菌SK21.002产果聚糖蔗糖酶的发酵条件优化

通过研究甲基营养芽孢杆菌SK21.002产果聚糖蔗糖酶的发酵条件,通过单因素实验和正交实验确定其最适产酶的发酵培养基为:蔗糖80g/L,酵母提取物10g/L,胰蛋白胨10g/L,K₂HPO₄ 8g/L,MgSO₄ 1g/L,NaCl 2g/L;最适产酶的发酵条件为:初始pH6.5,发酵温度30℃,装液量30%,接种量2%,发酵周期21h。在以上条件下发酵培养,果聚糖蔗糖酶活力可达到9.76U/mL,是优化前的3.75倍。      

木聚糖酶基因XynB在毕赤酵母中的表达及酶学性质研究

目的:将来源于Thermotoga maritima的酸性耐高温木聚糖酶基因Xyn B通过密码子优化整合到毕赤酵母GS115基因组上,构建高效表达木聚糖酶Xyn B的毕赤酵母工程菌并研究其酶学性质。方法:通过分子克隆手段构建目的基因重组质粒以及二拷贝重组质粒,并将重组质粒导入毕赤酵母进行发酵表达,用DNS法测定发酵液酶活,并对酵母工程菌分泌的木聚糖酶进行一系列的酶学性质研究。结果:木聚糖酶的最适p H和温度分别为6.0和60℃;在p H4~6之间,稳定性较好,相对比酶活均在80%以上;在60℃和70℃保温2 h残留酶活分别为80%和70%左右;Co~(2+)对木聚糖酶活性有较明显的促进作用,Fe~(2+)、K~+和Zn~(2+)对酶的活性有微弱的促进作用,而Cu~(2+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Mn~(2+)、Na~+对木聚糖酶活性有不同程度的抑制作用。TLC检验该木聚糖酶可以将木聚糖水解为二糖和少量单糖。通过10 L发酵罐发酵,最大酶活达到了8000 U/m L。结论:木聚糖酶在毕赤酵母中实现了高效表达,并获得了木聚糖酶的最适反应条件等一系列酶学性质,该酶性质优良适合用于饲料添加剂。     

重组Microdochium nivale还原糖氧化酶用于制备乳糖酸方法的研究

Microdochium nivale(M.nivale)还原糖氧化酶可以催化乳糖转化为乳糖酸,作者采用实验室保存的重组M.nivale还原糖氧化酶基因工程菌X33-p PICZαA-Mn CO,通过诱导在毕赤酵母中表达并制备了重组M.nivale还原糖氧化酶,通过单因素和正交实验考查了乳糖浓度,重组M.nivale还原糖氧化酶用量,反应温度,反应时间对乳糖酸转化率的影响。结果表明:重组M.nivale还原糖氧化酶催化乳糖制备乳糖酸的最适转化条件为:乳糖浓度5 mmol/L,酶的添加量为1.5 U/ml,反应温度为55℃,反应时间为48 h,最终反应乳糖酸的转化率接近100%。     

镰刀菌Fo47来源木聚糖酶的异源表达、酶学性质及其对全麦面包品质的影响

为开发新型面粉改良酶制剂,该研究对通过基因组挖掘手段筛选出的一种新型木聚糖酶——镰刀菌Fo47来源木聚糖酶（Fusarium oxysporum Fo47 xylanase,FXYL）,利用毕赤酵母X33首次对其进行异源表达,分析重组FXYL的酶学性质,并初步探究重组FXYL对全麦面包品质的影响。结果表明,摇瓶发酵144 h后,重组毕赤酵母发酵上清液木聚糖酶酶活力为779.64 U/mL;经过Ni-NTA柱层析纯化后,重组FXYL的比酶活为764.33 U/mg;酶学性质研究表明,重组FXYL最适反应pH值为5.0,最适反应温度为45℃,在中温（＜40℃）和pH 5.5～10.0表现出较好的稳定性。重组FXYL的酶学性质较适合面团发酵的偏酸环境;添加重组FXYL能够显著提高全麦面包的比容和弹性,降低全麦面包的硬度和咀嚼性,有望发展为一种新型面粉改良剂。     

串珠镰孢菌来源的角质酶基因的克隆表达及其酶学性质

克隆一个来源于串珠镰孢菌(Fusarium moniliforme Sheld)的角质酶基因,该基因全长693 bp,编码231个成熟的氨基酸。克隆的角质酶基因构建到pPIC9K质粒,获得重组表达载体,转入毕赤酵母(Pichia pastoris Gs115)中进行高效表达。经甲醇诱导96 h,测得重组酶酶活为71.68 U/mL,经纯化获得比活力为2490.1 U/mg。对纯化后的角质酶进行酶学性质分析结果表明,其最适反应pH为9.0,在pH5.0~9.0范围内之间重组角质酶的酶活相对稳定;最适反应温度为35 ℃,在40 ℃条件下保温1 h酶活力保持70%以上。KCl、Triton X-100、MnCl₂、SDS对该酶活有促进作用,NaCl、BaCl₂、CuSO₄、Tween-20、FeSO₄、ZnSO₄、NiCl₂、EDTA、Tween-80对该酶活有抑制作用。