D-阿洛酮糖3-差向异构酶的异源表达和酶学性质

克隆了来源于Clostridium bolteae ATCC BAA-613的D-阿洛酮糖3-差向异构酶基因,利用重叠延伸PCR技术在Cb-dpe基因的上游加入了P43启动子,形成P43-Cb-dpe,再将P43-Cb-dpe连接到p MA5载体上构建出双启动子表达载体,并导入到Bacillus subtilis WB800中进行表达;与单启动子表达系统相比,双启动子表达载体能够显著提高Cb-dpe的表达量。对重组Cb-DPE酶进行了分离纯化和酶学性质的研究,结果表明:重组Cb-DPE的最适温度为55℃,最适pH为7.0,在温度30~40℃范围内和pH 6.5~7.5之间有良好的稳定性;Co~(2+)、Mn~(2+)可显著增强酶活;D-阿洛酮糖为底物时,K_m为26.68 mmol/L,小于果糖的61.80 mmol/L,说明该酶对D-阿洛酮糖的亲和性比对D-果糖的高。而在动力学参数方面,以D-阿洛酮糖为底物对应的催化效率K_(cat)/K_m为95.8 L/(mmol·min),大于以果糖作为底物时的54.1 L/(mmol·min)。     

L-氨基酸氧化酶的诱导表达及生物催化合成5-氨基戊酸的研究

L-氨基酸氧化酶可以催化L-氨基酸生成酮酸等化学品,具有重要的应用前景。本研究成功将来源于红球菌(Rhodococcus opacus)的氨基酸氧化酶在大肠杆菌中表达,并首次用于生物催化合成5-氨基戊酸。结果表明:L-氨基酸氧化酶诱导表达最适温度为25℃,最适诱导剂浓度0.5 mmol/L,最适诱导时间为7 h,诱导时最佳细胞量为0.246 g/L。催化合成5-氨基戊酸时,最适底物L-赖氨酸(Lys)浓度17 mmol/L,最适p H为7.0,最适温度为37℃,最适时间为24 h,最适补加0.5%H_2O_2,添加酶与黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的最适摩尔比为1∶1,最终5-氨基戊酸产量达到16.71 mmol/L。本研究成功的实现了单酶(LAAO)合成5-氨基戊酸,为简便生物合成5-氨基戊酸奠定基础。     

L-氨基酸氧化酶的诱导表达及生物催化合成5-氨基戊酸的研究

L-氨基酸氧化酶可以催化L-氨基酸生成酮酸等化学品,具有重要的应用前景。本研究成功将来源于红球菌（Rhodococcus opacus）的氨基酸氧化酶在大肠杆菌中表达,并首次用于生物催化合成5-氨基戊酸。结果表明:L-氨基酸氧化酶诱导表达最适温度为25℃,最适诱导剂浓度0.5 mmol/L,最适诱导时间为7 h,诱导时最佳细胞量为0.246 g/L。催化合成5-氨基戊酸时,最适底物L-赖氨酸（Lys）浓度17 mmol/L,最适p H为7.0,最适温度为37℃,最适时间为24 h,最适补加0.5%H₂O₂,添加酶与黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的最适摩尔比为1∶1,最终5-氨基戊酸产量达到16.71 mmol/L。本研究成功的实现了单酶（LAAO）合成5-氨基戊酸,为简便生物合成5-氨基戊酸奠定基础。      

可溶态和膜结合态马铃薯多酚氧化酶的性质对比

以大西洋马铃薯为原料,制备可溶态(s PPO)和膜结合态(mPPO)多酚氧化酶,并对两种粗酶液的酶学性质进行研究。结果表明,s PPO最适反应温度为35℃,最适p H值为7,mPPO最适反应温度为30℃,最适pH值为7。以焦性没食子酸、邻苯二酚为底物时,sPPO的米氏常数(K_m)分别为10.04 mmol/L和24.00 mmol/L,最大反应速度(V_(max))值分别为443 U/(mL·min)和965U/(m L·min),mPPO的米氏常数(K_m)分别为4.98 mmol/L和48.04 mmol/L,最大反应速度(V_(max))值分别为299 U/(mL·min)和912U/(m L·min),且对焦性没食子酸的催化效果优于邻苯二酚。6种抑制剂对比发现,Na_2SO_3对sPPO活性的抑制效果最好,Vc对mPPO活性的抑制效果最好。sPPO和mPPO的酶学特性有一定的差异,对马铃薯制品加工过程中酶促褐变的控制具有指导意义。     

嗜热菌β-葡萄糖苷酶A基因的克隆表达及转化大豆异黄酮糖苷

对嗜热厌氧乙醇菌(Thermoanaerobacter ethanolicus)JW200基因组DNA中β-葡萄糖苷酶A基因(Te-BglA)进行PCR扩增,构建重组质粒pET-20b-Te-BglA,并对纯化的重组酶Te-BglA的酶学性质和动力学参数进行研究。结果表明,基因Te-BglA在Escherichia coli细胞中成功表达,获得重组酶Te-BglA,该酶的最适温度和p H值分别为80℃和7.0。以对硝基苯酚-β-葡萄糖苷(pNPG)为底物时,K_m值为(0.78±0.02)mmol/L,K_(cat)/K_m值为(6.86±0.16)×10~4 L/(mol·s);以天然底物水杨苷为底物时,K_m值为(5.18±0.10)mmol/L,K_(cat)/K_m值为(2.04±0.02)×10~4 L/(mol·s),两者比较可知,重组酶Te-BglA表现出对pNPG更好的亲和力和更高的催化效率常数。该酶在80℃保温1 h后相对于冰浴中(未保温)的酶活仍有70.1%的残留,在pH 4.5~8.0区间仍保持较高的pH稳定性。酶解大豆粉的结果表明,重组酶Te-BglA在80℃作用3 h后,大豆黄素和染料木素的产量分别达到35.9 mg/g和59.1 mg/g。     

粘质沙雷氏菌马来酸顺反异构酶表达纯化及酶学性质

从粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)中扩增得到马来酸顺反异构酶基因。将该基因连接到p ET24a载体上,并在Escherichia coli BL21(DE3)中实现了成功表达。酶学性质研究表明,重组酶的比酶活力为48.01 U/mg。其最适温度为37℃,最适p H为8.4。在最适反应条件下,Km值为4.20 mmol/L,Vmax为1.27 mmol/(L·min),kcat为4.38 s-1,催化效率kcat/Km为1.04 L/(mmol·s)。研究结果进一步显示,马来酸顺反异构酶具备良好的热稳定性(55℃半衰期为1.5 h)及高达99%以上的转化率,为马来酸顺反异构酶的进一步研究和工业应用制备高纯度的富马酸提供了理论基础和支持。     

肌氨酸氧化酶的酶学性质及失活机理

将来源于Bacillus sp.的肌氨酸氧化酶(SOX)基因在E.coli成功表达,并探索了肌氨酸氧化酶(sarcosine oxidase)酶学性质和失活机理。Bacillus sp.的肌氨酸氧化酶基因克隆入载体p ET28a,并转化至E.coli BL21(DE3)表达。经IPTG诱导8 h,对菌体破壁液进行SDS-PAGE电泳分析,发现在43 kDa处有明显蛋白质条带。采用亲和介质分离纯化获得较高纯度SOX。SOX酶学性质分析结果表明,其相对分子质量为43.8 kDa,最适反应温度40℃,最适反应pH值为8.0;20 mmol/L的Mn~(2+)对SOX具有明显激活作用;其动力学参数分析表明,肌氨酸作为底物时的K_m值为141.6 mmol/L,V_(max)为0.115 mmol/(L·min)。结合SDS-PAGE凝胶电泳、荧光光谱和圆二色性光谱分析,探明了液态SOX的失活机理。在37℃恒温条件下,随储存时间延长,SOX酶分子内部疏水基团逐渐暴露且二级结构被破坏,导致酶分子变性以及最终酶活力下降。为进一步提高SOX的酶活稳定性提供了理论依据。     

磷脂酶D的制备及催化磷脂酰胆碱合成磷脂酰丝氨酸

选用穗色链霉菌(Streptomyces racemochromogenes)作为磷脂酶D的生产菌株进行了酶的制备及条件优化,并在两相体系中进行了酶催化磷脂酰胆碱合成磷脂酰丝氨酸的研究。结果表明,最适的产酶条件为葡萄糖10 g/L、酵母粉5 g/L、鱼粉蛋白胨5 g/L、司班-60 10 g/L、氯化钙3 g/L,接种量1%、培养基初始p H 7.0、培养温度30℃,在最适产酶条件下酶活达到2 967 U/L,是优化前的2.12倍;最适的催化工艺条件为有机相二氯甲烷、反应温度35℃、p H 5.5、酶用量1.15 U/m L、钙离子浓度10 mmol/L,在该催化工艺条件下反应10 h后磷脂酰胆碱的生成率达94%。     

大蒜多酚氧化酶的酶学性质及其在热加工中的变化

采用丙酮粉法提取大蒜中的多酚氧化酶(PPO),并对其酶学特性进行研究。结果表明,大蒜多酚氧化酶最适反应温度为40℃、最适反应pH值为4.0和7.0。邻苯二酚是大蒜PPO的最适底物。动力学实验表明大蒜PPO的米氏常数K_m 470 mmol/L、最大反应速率V_(max) 666.67 U/min。在10 mmol/L时,Cu~(2+)对PPO活性有明显抑制作用,Ca~(2+)和Mg~(2+)对PPO活性有轻微促进作用;Mn~(2+)对PPO活性有明显促进作用。在低浓度时,草酸对大蒜PPO的抑制效果大于L-半胱氨酸和柠檬酸亚锡二钠,高浓度时与后两者相当。热加工结果表明,在75℃、85%湿度条件下,大蒜PPO酶活保留时间较长。     

中国蛤蜊内源酶性质的研究

研究了中国蛤蜊的肌肉与消化腺中内源酶的性质。结果表明:1中国蛤蜊肌肉中蛋白酶最适温度为60℃,最适p H为7.0与9.0,可能存在同工酶;Pb2+对蛋白酶活力有激活作用;Ca2+对酶活力有抑制作用;Mg2+与Cu2+在5mmol/L时,对酶活力有激活作用,随着浓度升高对酶活力有抑制作用;Mn2+在5~15 mmol/L时,对酶活力影响不大,在20 mmol/L时对酶活力有激活作用。2消化腺中蛋白酶最适温度为60℃,最适p H 8.0;Pb2+对蛋白酶活力有激活作用;Mn2+对酶活力有抑制作用;Mg2+与Ca2+在5 mmol/L时,对酶活力有抑制作用,随着浓度升高有促进作用。Cu2+在5~15 mmol/L时对酶活力有促进作用,当浓度为20 mmol/L时,对酶活力有抑制作用。3肌肉中淀粉酶最适温度为40℃,最适p H 10.0;Mn2+、Ca2+对淀粉酶活力有促进作用;Pb2+在5~10 mmol/L时对酶活力有促进作用,在15~20 mmol/L时对酶活力有抑制作用;Mg2+在5~10 mmol/L时对酶活力有抑制作用,在15~20 mmol/L时对酶活力有促进作用;Cu2+在5 mmol/L时对酶活力有促进作用,随着浓度升高,对酶活力有抑制作用。4消化腺中淀粉酶最适温度为40℃,最适p H为9.0;Ca2+在20 mmol/L时对淀粉酶活性有促进作用,低于此浓度有抑制作用。Pb2+、Mg2+、Cu2+和Mn2+对淀粉酶活性皆有不同程度的抑制作用。