蛋白质谷氨酰胺酶在毕赤酵母中的异源表达

蛋白质谷氨酰胺酶(protein glutaminase, PG)可水解蛋白质侧链的谷氨酰胺残基,生成氨和蛋白质-L-谷氨酸,从而增加负电荷、降低蛋白等电点,进而改善蛋白质的功能特性。但其生产菌株解朊金黄杆菌的产酶量较低,仅有0.258 U/mL,且基因操作效率低,故近年来多采用异源表达的方法,以提高其产量。该实验成功实现蛋白质谷氨酰胺酶酶原(Pro-PG)在毕赤酵母GS115中异源表达,还进行了培养基优化及重组酶学性质的研究。结果表明：重组毕赤酵母pPIC9K-Pro-PG/GS115在摇瓶水平经1%(体积分数)甲醇诱导120 h,表达出的Pro-PG经胰蛋白酶加工后,PG酶活力达到0.878 U/mL。酶学性质研究发现,重组的PG最适作用温度为60℃,在不超过60℃时孵育1 h其相对酶活力可保持在80%以上;该酶作用的最适pH为6.0,在pH 3.0～8.0条件下孵育1 h其相对酶活力可保持在70%以上。     

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。     

朱黄青霉α-1,6-葡聚糖酶在毕赤酵母GS115中的异源表达

目的构建毕赤酵母基因工程菌,以实现朱黄青霉α-1,6-葡聚糖酶的异源高效表达。方法人工合成朱黄青霉HI-4的α-1,6-葡聚糖酶基因ZHdex,克隆到毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K,电转入毕赤酵母GS115。甲醇诱导目的蛋白表达。结果成功在毕赤酵母GS115中对ZHdex基因进行表达,SDS-PAGE表明重组毕赤酵母在66×103附近有目的蛋白表达,与理论值一致。在摇瓶水平,甲醇诱导培养120 h后,α-1,6-葡聚糖酶的最高酶活达28.79 U/mL,蛋白质浓度为0.56 mg/mL。结论获得一株重组毕赤酵母GS115-ZHdex,其产物具备α-1,6-葡聚糖酶活性,成功地实现朱黄青霉α-1,6-葡聚糖酶的异源高效表达。     

粘红酵母酪氨酸解氨酶在大肠杆菌中的异源表达

酪氨酸解氨酶是苯丙氨酸代谢途径的关键酶之一。酪氨酸经其催化生成对香豆酸,可进一步生成白藜芦醇、柚皮素等具有抗氧化、抗衰老作用的苯丙素类天然产物。作者选取来源于粘红酵母(Rhodotorula glutinis)的酪氨酸解氨酶,对其基因进行大肠杆菌(Escherichia coli)密码子偏好性优化,合成基因后于E.coli BL21(DE3)中成功表达。经过硫酸铵分级沉淀、QFF阴离子交换层析、分子筛纯化后得到了纯化的酪氨酸解氨酶,比酶活达到1.78 U/mg。在相同的培养条件下,以不同的质粒作为表达载体,获得了不同的对香豆酸产量。其中以酪氨酸为底物发酵24 h,当以p ET-32a(+)作为表达载体时,获得最高的对香豆酸产量196.3 mg/L。经密码子优化后的酪氨酸解氨酶基因可更好地应用于苯丙素类物质的合成途径构建,不同载体的应用也为生物法生产对香豆酸提供了更多的选择依据。     

红平菇漆酶基因异源表达及对染料脱色的研究

以白腐菌红平菇Pleurotus djamor RNA为模板,通过RT-PCR得到漆酶Pd-lac1基因的完整CDS序列。构建毕赤酵母表达载体pPICZB-Pd-Lac1,并通过电转化法导入Pichia pastoris中,通过PCR结果证明,Pd-lac1的CDS序列部分阳性转化子已经整合到甲醇毕赤酵母染色体上,经摇瓶液体培养后筛选出蛋白表达较高的酵母工程菌株。漆酶活力达54 U/L。进而研究了重组漆酶对染料脱色的影响。结果表明：重组漆酶对蒽醌类SN4R脱色可达52.8%;杂环类中性红、偶氮类甲基橙和三苯基甲烷类孔雀绿的脱色率低于SN4R,脱色率分别为14.8%、14.5%、0.24%,显示出重组漆酶对SN4R脱色效率具有较大的应用潜力,从而对废水处理具有更广的应用前景。     

漆酶基因的克隆及在甲醇毕赤酵母中的表达

以白腐菌杂色云芝RNA为模板,通过RT—PCR获得不带自身信号肽漆酶Lccl基因的cDNA片段。构建了重组表达载体pMETαA—Lccl,并将其线性化后用电穿孔法导入Pichia methabolica PMAD16,PCR结果表明Lccl基因已经整合到甲醇毕赤酵母染色体上。经摇瓶培养筛选出表达水平较高的酵母菌株,漆酶酶活力达78U／L。     

抗菌肽异源表达的研究进展

抗菌肽是一种小肽类物质,可以抑制多种细菌、真菌、病毒以及抗生素抗性细菌。但是抗菌肽产量低提取工艺繁琐,制约其工业化生产和科学研究。异源表达技术为提高抗菌肽产量提供了十分有效的途径。目前抗菌肽异源表达系统,主要包括大肠杆菌和酵母菌表达系统。本文主要综述了大肠杆菌和酵母菌表达系统的优缺点以及发展方向,为利用生物技术方法提高抗菌肽产量提供理论依据和技术支持。      

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。     

耐热木聚糖酶基因在毕赤酵母中的表达及酶学性质

将一种11家族极端耐热木聚糖酶的密码子优化基因Syxyn11克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K中,得到重组质粒pPIC9K-Syxyn11,将其经SalⅠ线性化后转化毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115。经G418筛选得到重组工程菌GS115/Syxyn11,用甲醇诱导表达重组木聚糖酶SyXyn11,酶活可达到17.74 U/mL。SDS-PAGE显示,SyXyn11的相对分子质量为31 000。SyXyn11的最适反应温度为85℃,在80℃以下稳定。最适反应pH为6.5,在pH 5.0~7.5范围内稳定。EDTA和大多数金属离子对重组酶的活性影响不大。结果表明Syxyn11成功在P.pastoris GS115中实现表达,而且重组木聚糖酶的耐热性并未改变。     

来源于Rhodohalobacter barkolensis的昆布多糖酶RbLam16的重组表达及生产条件优化

为实现昆布多糖酶的异源表达以及提高工程菌的产酶水平,将来源于Rhodohalobacter barkolensis的昆布多糖酶RbLam16基因经密码子优化后克隆至pPIC9K质粒,并重组到毕赤酵母GS115中。分泌表达的重组酶经镍柱纯化后对其酶学性质进行表征;为提高酶的表达量,对重组毕赤酵母菌的发酵条件进行了优化。结果表明:Rb Lam16能够在毕赤酵母GS115中高效分泌表达;以来源于海带的昆布多糖作为水解底物时,RbLam16最适反应温度及p H分别为55℃和p H 7.0;通过热稳定性及pH稳定性研究发现,RbLam16在55℃保温30 min后,残留酶活力在90%以上;在50 mmol/L Tris-HCl缓冲液(pH 7.0)中保存24 h后残留酶活力高达90%;金属离子Mn2+和Co2+对酶活力有促进作用,而Cu2+、乙二胺四乙酸和十二烷基硫酸钠可严重抑制酶活力。发酵条件优化结果显示,在发酵液初始p H为6.0、培养温度为28℃以及每24 h添加体积分数1.5%的甲醇条件下发酵120 h,发酵上清液中酶活力达到27.42 U/m L,与初始酶活力相比提高了26.42%。R...     

高效产脂肪酶菌株Burkholderia cepacia C1产酶条件优化

从油菜地土壤中分离到一株高效产脂肪酶菌株C1,经鉴定为Burkholderia cepacia。为了进一步提高C1 脂肪酶的产量,对其产酶的发酵条件进行优化。首先采用单因子试验筛选出最佳碳源为麸皮,最佳氮源为蛋白胨。通过Plackett-Burman 设计对发酵产酶的11 个相关因子进行试验,筛选出3 个主效因子,即蛋白胨质量浓度、橄榄油质量浓度及装液量。利用Box-Behnken 试验设计和响应曲面法分析确定主效因子的最优水平,得出产脂肪酶菌株C1 的最优产酶条件：1.50g/100mL 麸皮、1.05g/100mL 蛋白胨、1.63g/100mL 橄榄油、0.2g/100mL K2HPO4、0.05g/100mL MgSO4、初始pH 值为7.0、装液量为30mL。在优化条件下30℃,180r/min 培养72h,脂肪酶活力达到89.65U/mL,比未优化前的28.50U/mL 提高了2.15 倍。     

基于BP神经网络的洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶发酵软测量建模

为建立洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)脂肪酶发酵过程的软测量模型,运用BP神经网络对洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶的发酵过程进行软测量建模,并利用遗传算法对神经网络的初始权值和阈值进行优化,实现模型加快收敛速度,达到全局最优解效果.该模型能够比较精确地模拟菌体生长、底物消耗以及发酵产酶的过程动态,具有良好的泛化能力,说明BP神经网络结合遗传算法在洋葱伯克霍尔德茵脂肪酶发酵过程的模拟与预测中是一种高效快速的方法.     

洋葱伯克霍尔德氏菌L68邻苯二酚2,3-双加氧酶基因克隆、表达和纯化

采用自行设计的引物,从洋葱伯克霍尔德氏菌L68中PCR扩增得到phnE（邻苯二酚2,3-双加氧酶）基因,亚克隆到高表达载体pET 32a上,转入表达菌株中.经双向测序,证实构建过程中未出现突变.重组子经IPTG诱导后,可以表达有活性的重组双加氧酶.选择26 ℃进行重组蛋白诱导.薄层扫描显示,表达重组蛋白总量最高可占总蛋白的64.92%.利用金属螯合层析对重组蛋白进行了一步纯化,SDS-PAGE结果显示,重组蛋白纯度达到95%.     

芦竹化学制浆性能的研究

本文对芦竹的蒸煮工艺条件及漂白、抄纸性能进行了探索，结果发现：芦竹蒸煮困难，得率低，具有高温高碱的特性；其化学浆硬度高，难于漂白，强度性能差，因此芦竹不适合于生产化学浆，可以考虑化机浆的生产。     

Burkholderia cepacia中具有解脂作用的胆固醇酯酶的酶学特性

为了更好地应用于工业领域,系统研究Burkholderia cepacia ZWS15胆固醇酯酶(EC 3. 1. 1. 13 cholesterol esterase,CHE)的酶学特性。通过DEAE离子交换从该菌发酵液中获得一种CHE,并探讨其有机溶剂与表面活性剂耐受性,以及底物水解特性。CHE在p H 5. 5～9. 0保持稳定,最适反应温度为40℃,在70℃温育2 h仍能保留70%以上的酶活,具有显著耐热性;在50%(体积分数)有机溶剂或5%(体积分数)表面活性剂存在下也具有较高酶活。飞行时间质谱鉴定该酶分子质量为37 k Da,其与胆固醇酯酶(源于洋葱伯尔霍尔德菌,Burkholderia cepacia)及脂肪酶(源于假单胞菌属,Pseudomonas sp.)具有较高匹配度。与商品化酶相比,CHE不仅具有胆固醇酯酶活性(对长链胆固醇酯类底物有明显偏好性),还具有解脂功能(可作用于三酰基甘油酯及对硝基苯酯)。该酶的优良性能可为其在食品、诊断、制浆造纸等领域的工业应用提供参考与借鉴。     

Development of a time-temperature integrator system using Burkholderia cepacia lipase

A time-temperature integrator (TTI) is a device used to show a time-temperature dependent change that reflects the temperature history and quality status of the food to which it is attached. An enzymatic TTI system based on the reaction between Burkholderia cepacia lipase and tricaprylin, which causes a pH change, was developed. The temperature dependence of the response rate of this new lipase-type TTI was modeled using the Arrhenius equation, and the estimated activation energy was calculated as 70.61±11.10 kJ/mol (±95% confidence interval). The TTI response was validated under dynamic storage conditions with independent variable temperature experiments, and a good agreement was obtained between the predicted and measured values.     

Thermoanaerobacter sp. X514嗜热脂肪酶LipTX的异源表达与酶学性质研究

本文克隆表达了来源于嗜热细菌Thermoanaerobacter sp.X514的嗜热脂肪酶Lip TX基因(Teth514_0029),利用亲和层析纯化了脂肪酶Lip TX,并详细研究了该脂肪酶的酶学性质。采用PCR技术扩增脂肪酶Lip TX基因,克隆到载体p ET15b中,构建重组载体p ET15b-Lip TX;将重组载体转入大肠杆菌BL21(DE3)中并利用IPTG诱导表达目的蛋白,经70℃热处理和Ni-NTA亲和层析两步纯化,得到纯化的重组酶。SDS-PAGE结果表明,脂肪酶Lip TX分子量为28 ku。酶学性质研究表明,该酶最适反应温度和pH分别为70℃和7.5;通过水解底物特异性和动力学实验,发现LipTX可以水解不同长链酰基(C_8-C_(12))的对硝基苯酚酯底物,对硝基苯酚癸酸酯是该酶最适合底物;同时该酶能够水解链长在C_4到C_(16)范围的三甘油酯底物,其中以甘油三丁酸酯为底物的酶活力最高。该酶对非极性有机溶剂(甲醇、乙醇、丙酮、DMF、DMSO和正己烷和氯仿)和变性剂(SDS、Tween-20和Triton X-100)具有较强的抗性,因此在生物催化和有机化学合成中具有广阔的开发应用前景。     

Oxidation of aromatic aldehyde to aromatic carboxylic acid by Burkholderia cepacia TM1 isolated from humus

Burkholderia cepacia TM1 isolated from humus was able to oxidize aromatic aldehydes to the corresponding aromatic carboxylic acids with an extreme by high yield in distilled water containing only the aromatic aldehyde as the substrate. The molar yields of vanillic acid from vanillin, p-hydroxybenzoic acid from p-hydroxybenzaldehyde, and syringic acid from syringaldehyde were approximately 94%, 92% and 72%, respectively. Until the added aromatic aldehyde was significantly consumed, consumption of the produced acid hardly occurred. The findings of this study indicate that an appropriate reactor residence time for continuous production can be set, and that aromatic carboxylic acid can be produced efficiently and continuously from the corresponding aldehyde.     

洋葱假单胞菌乳糖酸发酵条件的优化

以选育的洋葱假单胞菌NTG-15-03为生产菌株,通过单因素和回归正交设计试验考察菌株种龄、接种量、发酵时间、发酵液初始pH值对乳糖酸产量的影响。结果表明：在pH7.0、种龄24h、接种量2%、发酵时间106h的条件下,该菌株的乳糖酸产量为10.08g/L。     

Recovery of Burkholderia pseudomallei and B. cepacia from drinking water

Samples of drinking water were examined in order to evaluate the occurrence of two gram-negative bacteria: Burkholderia pseudomallei and B. cepacia. A total of 85 samples were collected from public and private buildings in the province of Bologna (Italy). Other bacteriological indicators (heterotrophic plate count at 22 and 36 degrees C) were also examined, together with physical and chemical parameters (temperature, pH, residual chlorine, total hardness and chemical oxygen demand (COD)). High levels of B. pseudomallei were recovered (mean value = 578 cfu/100 ml) in about 7% of samples, while B. cepacia was recovered in 3.5% (mean value = < 1) of the samples. The two microorganisms were found to correlate positively with heterotrophic plate counts at 22 and 36 degrees C, but not with the physical and chemical parameters taken into consideration.