北京棒杆菌天冬氨酸激酶突变体A380H的酶学性质

同源序列比对和蛋白质结构分析表明,A380为天冬氨酸激酶(aspartate kinase,AK)的绝对保守位点,对该位点进行定点突变、分离纯化和性质表征.结果表明:与野生型(WT)相比,突变体A380H的V_(max)提高4.28倍;突变体A380H的最适温度由28℃提高至35℃,最适pH值仍为7.5,半衰期由4.5h缩短至3.5h;底物抑制剂对WT和突变体均有抑制作用,苏氨酸和赖氨酸呈协同抑制作用,苏氨酸单独存在时对A380H具有激活或抑制减弱作用;Mg~(2+),Ni ~(2+)对WT有激活作用,1,5mmol/L的Cu~(2+)对A380H有激活作用;与WT相比,甲醇和异丙醇对A380H的抑制作用增强,正丁醇和乙腈对A380H的抑制作用减弱且表现出激活作用.     

北京棒杆菌天冬氨酸激酶M372I-T379S双突变体的构建及其酶学性质

为构建高酶活力天冬氨酸激酶(aspartokinase, AK), 并削弱或解除Lys(lysine)反馈抑制作用突变体, 通过定点突变和高通量筛选技术构建突变体M372I,T379S和M372I-T379S, 对野生型（WT）和突变体分别进行诱导表达、 纯化及酶学性质表征. 结果表明： 突变体M372I,T379S和M372I-T379S AK与WTAK相比, V_max分别提高了13.77,15.02,15.60倍, K_m和n值均降低； 最适pH值分别升高为8.0,8.5,8.5, 且半衰期分别延长了1.0,0.9,2.3 h； M372I-T379S AK最适温度为30 ℃, 比WT AK高2 ℃； 当浓度为1~10 mmol/L时, 突变体均削弱或部分解除了抑制剂Lys的反馈抑制作用.     

北京棒杆菌天冬氨酸激酶M372I-T379S双突变体的构建及其酶学性质

为构建高酶活力天冬氨酸激酶(aspartokinase, AK), 并削弱或解除Lys(lysine)反馈抑制作用突变体, 通过定点突变和高通量筛选技术构建突变体M372I,T379S和M372I-T379S, 对野生型（WT）和突变体分别进行诱导表达、 纯化及酶学性质表征. 结果表明： 突变体M372I,T379S和M372I-T379S AK与WTAK相比, V_max分别提高了13.77,15.02,15.60倍, K_m和n值均降低； 最适pH值分别升高为8.0,8.5,8.5, 且半衰期分别延长了1.0,0.9,2.3 h； M372I-T379S AK最适温度为30 ℃, 比WT AK高2 ℃； 当浓度为1~10 mmol/L时, 突变体均削弱或部分解除了抑制剂Lys的反馈抑制作用.     

纤维素降解菌的筛选与诱变育种

采用羧甲基纤维素(CMC)平板初筛和50℃培养,筛选到一株纤维素酶活力较高的耐高温霉菌MY菌株,其CMC培养基最适pH为6.0,培养温度为40℃,最佳产酶时间为5d.以MY菌株为出发菌株,分别采用紫外线和硫酸二乙酯诱变,以透明圈直径与菌落直径的比值(HC值)提高30%以上或菌落形态发生明显变异为筛选指标,共筛选到97株突变株;通过测定粗酶液CMC酶活力,从中筛选出29株CMC酶活力提高30%以上的菌株;结合突变菌株的传代稳定性实验,最后筛选得到1株性能优良的霉菌MY004突变株,其CMC酶活力比原始菌株MY提高了80.6%.     

丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶突变体MEKK3的构建及功能鉴定

有丝分裂原活化蛋白激酶激酶激酶MEKK3(mitogen-activated protein kinase/extracellular signal-regulated kinase kinase 3)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,属于MAP3K(Mitogen-activated protein kinase kinase kinase)家族,其在细胞增殖、凋亡、炎症反应、肿瘤的发生中发挥了重要的作用。本文利用分子克隆手段构建激酶功能失活(kinase inactive)型突变体MEKK3KI(391位赖氨酸突变为甲硫氨酸,K391→M391)的真核表达载体,并通过检测MEKK3KI对NudC的磷酸化作用及对细胞周期的影响以鉴定其激酶活性。根据GenBank提供的人源MEKK3的cDNA序列(NM_203351),扩增出野生型MEKK3(MEKK3WT)的目的基因,用重叠延伸PCR定点突变技术扩增激酶功能失活型MEKK3KI目的基因,并将其分别克隆至带有FLAG标签的真核表达载体pCMV-tag-2c和带有GFP标签的真核表达载体pEGFP-C1中。DNA序列分析结果显示,MEKK3KI基因序列成功将391位点的赖氨酸(K)突变为甲硫氨酸(M),表明突变体构建成功;免疫印迹分析显示,MEKK3WT、MEKK3KI重组体均在HeLa细胞中高效表达;体外模拟磷酸化实验结果显示,野生型MEKK3WT在体外可以磷酸化NudC,而激酶功能失活型突变体MEKK3KI无法将其磷酸化;激光共聚焦显微镜观察发现,野生型MEKK3转染HeLa细胞,细胞核形态异常,与凋亡细胞核形态相似,而失活型MEKK3过量表达不会导致细胞核明显变化。总之,本实验成功构建了野生型、失活型MEKK3的真核表达载体,为进一步揭示MEKK3生物学功能奠定了基础。     

丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶突变体MEKK3~(KI)的构建及功能鉴定

有丝分裂原活化蛋白激酶激酶激酶MEKK3(mitogen-activated protein kinase/extracellular signal-regulated kinase kinase3)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,属于MAP3K(mitogen-activated protein kinase kinase kinase)家族,其在细胞增殖、凋亡、炎症反应、肿瘤的发生中发挥了重要的作用。利用分子克隆手段构建激酶功能失活(kinase inactive)型突变体MEKK3KI(391位赖氨酸突变为甲硫氨酸,K391→M391)的真核表达载体,并通过检测MEKK3KI蛋白对NudC的磷酸化作用及对细胞周期的影响以鉴定其生物活性。根据GenBank提供的人源MEKK3的cNA序列(NM_203351),扩增出野生型MEKK3(MEKK3~(WT))的目的基因,用重叠延伸PCR定点突变技术扩增激酶功能失活型MEKK3KI目的基因,并将其分别克隆至带有FLAG标签的真核表达载体p CMV-tag-2c和带有GFP标签的真核表达载体pEGFP-C1中。DNA序列分析结果显示,MEKK3KI基因序列成功将391位点的赖氨酸(K)突变为甲硫氨酸(M),表明突变体构建成功;免疫印迹分析显示,MEKK3~(WT)、MEKK3KI重组体均在He La细胞中高效表达;体外模拟磷酸化实验结果显示,野生型MEKK3~(WT)在体外可以磷酸化NudC,而激酶功能失活型突变体MEKK3KI无法将其磷酸化;激光共聚焦显微镜观察发现,野生型MEKK3在HeLa细胞中过表达,细胞核形态异常,与凋亡细胞核形态相似,而失活型MEKK3过表达不会导致细胞核明显变化。总之,本实验成功构建了野生型、失活型MEKK3的真核表达载体,同时发现其可以磷酸化NudC,促进细胞凋亡,为进一步揭示MEKK3生物学功能奠定了基础。     

应用易错PCR定向进化甘油脱氢酶

经过连续易错聚合酶链式反应(Error-Prone PCR)向克雷伯杆菌(Klebsiella pneumoniae)甘油脱氢酶基因中引入突变,并构建突变文库.依据突变体催化番红O显色的特性,采用琼脂平板法和96微孔板法相结合的高通量筛选方法,成功获得突变体gldA-74,其酶活力是亲本重组酶的2.73倍.通过软件对突变体gldA-74酶基因和亲本重组酶基因进行分析对比,发现突变体gldA-74酶基因发生了一处点突变(A964T),该突变使一处氨基酸被取代.将亲本重组酶和进化酶的高效表达产物经Ni柱纯化后,酶学性质的测定结果表明,甘油的Km值由0.58 mmol.L-1升高至0.63 mmol.L-1,而NAD的Km值由0.74 mmol.L-1升高至0.77mmol.L-1,并且酶的最适pH值由原来的11.5升高至12.5,而最适温度由65℃降至55℃.     

纤维素降解菌的筛选与诱变育种

采用羧甲基纤维素（CMC）平板初筛和50℃培养, 筛选到一株纤维素酶活力较高的耐高温霉菌MY菌株, 其CMC培养基最适pH为6.0, 培养温度为40℃, 最佳产酶时间为5d. 以MY菌株为出发菌株, 分别采用紫外线和硫酸二乙酯诱变, 以透明圈直径与菌落直径的比值（HC值）提高30%以上或菌落形态发生明显变异为筛选指标, 共筛选到97株突变株; 通过测定粗酶液CMC酶活力, 从中筛选出29株CMC酶活力提高30%以上的菌株; 结合突变菌株的传代稳定性实验, 最后筛选得到1株性能优良的霉菌MY004突变株, 其CMC酶活力比原始菌株MY提高了80.6%.     

采用易错PCR对粘质沙雷氏菌几丁质酶C进行定向进化

以重组E.coliBL21(DE3)pLysS/pET22b-Chi C为亲本,采用易错聚合酶链反应(PCR)技术,对粘质沙雷氏菌几丁质酶C基因(Chi C)进行定向进化研究.经过两轮易错PCR后,建立突变体文库,进行平板初筛、包涵体复性及酶活检测复筛,获得一酶活较高的突变酶(Mut-Chi C),其催化活性为亲本重组酶的1.9倍,比活力为出发菌酶活的3.3倍.对突变酶的酶学性质进行初步研究,其最适pH值为5.0,最适温度为60℃,而出发菌该酶的最适温度为40℃.进化酶基因经DNA测序并通过软件与亲本型酶基因进行分析比对,表明突变酶Mut-Chi C基因发生点突变,使4处氨基酸被取代,且均为有义突变.     

产碱性冷适蛋白酶菌株Chryseobacterium sp.vv8的鉴定及粗酶性质

为鉴定金黄杆菌属(Chryseobacterium)菌株vv8及分析其胞外蛋白酶的酶学特性,首先,通过分子及生理生化特性对菌株vv8进行鉴定;然后,采用明胶平板筛选法和Lowry法对菌株vv8进行产酶筛选和蛋白酶活性测定;最后,研究pH值、温度、金属离子和抑制剂对该蛋白酶活性的影响.研究结果表明:菌株vv8的16S rDNA与比目鱼黄杆菌(C.scophthalmum)具有98.24%的序列相似性,属于Chryseobacterium属;菌株vv8的最适生长条件是温度为22℃,NaCl质量浓度为0 mg·mL~(-1),pH值为6.0;菌株vv8的胞外蛋白酶在pH值为5.0～10.0,温度为0～90℃范围内均具有酶活性,其最适酶活温度和pH值分别为40℃,8.5;在最适条件下,蛋白酶具有较高的稳定性,在冻干过程中,添加葡萄糖具有明显的酶活保护作用;Fe~(3+),Fe~(2+),Cu~(2+)等金属离子及乙二胺四乙酸(EDTA)对酶活性有明显的抑制作用,该酶对洗衣液和尿素具有较好的耐受性.     

甘蔗多酚氧化酶酶学特性及应用研究

对甘蔗多酚氧化酶(PPO)进行提取和部分纯化,研究了PPO的酶学特性.结果表明:以邻苯二酚为底物,甘蔗PPO酶促反应米氏常数Km为54.4 mmol/L,米氏方程:V=1250[S]/(54.4+[S]).蔗汁中邻位多酚类物质是甘蔗PPO的最适反应底物.最适反应条件为:pH值6.2,40℃;该酶在pH5.8和温度低于3℃0时较稳定.试验了6种甘蔗PPO抑制剂:单独使用柠檬酸、草酸、乙二胺四乙酸(EDTA)对PPO活力抑制效果不明显;70 mg/L亚硫酸氢钠、110 mg/L抗坏血酸、120 mg/L硫代硫酸钠可完全抑制PPO活力.现行甘蔗提汁的浸渗工艺较适合蔗汁酶促褐变反应,应作相应的调整.     

淀粉聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定耐热糖化酶组分

采用微波诱变筛选出一突变株,该突变株粗酶液的最适作用温度比出发株的高20℃;建立了一种Starch-PAGE检测粗酶液中具有糖化酶活性组分的方法,测定出突变株含有4个糖化酶组分;并建立了SDS-Starch-PAGE检测耐热糖化酶组分的方法,鉴定出突变株含有3个耐热糖化酶组分.     

低温淀粉酶菌株分离及其酶学性质研究

通过淀粉底物平板从南极土壤中分离筛选出一株产淀粉酶的菌株,通过16S rDNA鉴定为氧化节杆菌(Arthrobacter oxydans)菌株.酶学性质表征发现该酶的最适温度为20℃,最适pH为9.0.摇瓶发酵2 d,酶的比酶活为15.7 U/mg.Ca~(2+)和Mg~(2+)对其有激活作用,而Hg~(2+)和Ni~(2+)是该酶的强力抑制剂.同时,该酶不但可以水解直链淀粉,还可以水解支链淀粉,表现出较宽泛的底物选择性.以上结果表明Arthrobacter oxydans产生的淀粉酶符合低温淀粉酶的特性,在食品上有一定的应用前景.     

有机相中脂肪酶催化拆分环氧丙醇的研究

用正交实验方法筛选出有机相中酶促拆分环氧丙醇反应的最适酶源为猪胰脂肪酶(PPL ) .考察溶剂、酰基供体和加酶量对反应的影响 ,确定有机相中酶促拆分环氧丙醇的最适反应条件     

硫酸软骨素裂解酶ABC产生菌的筛选及酶学性质的初步研究

从成都市井研县生猪屠宰厂等地采集的样品中筛选出一株高产、稳定的硫酸软骨素裂解酶ABC产生菌株GT38，初步鉴定为彭氏变形杆菌(P．penneri)，其酶活力单位高达112U／L．酶学性质经初步研究表明：该酶的最适反应pH值为7．0，最适反应温度为30℃，在pH值6～8之间较稳定，温度在30℃～45℃较稳定，金属离子对酶活力影响不大．     

闽北3种人工林土壤游离氨基酸组成及其差异研究

3种人工林土壤游离氨基酸总含量表现出明显的垂直分布特征.针阔叶混交林和针叶林表层(0～20 cm)土壤游离氨基酸含量显著高于深层(20～40 cm)土壤的含量(P＜0.05);而阔叶林表层土壤游离氨基酸含量低于深层土壤的含量,但差异不显著.土壤游离氨基酸各组分均表现出显著的垂直分布特征,阔叶林表层土壤中天冬氨酸、谷氨酸、组氨酸、精氨酸和苯丙氨酸的含量显著高于深层土壤对应组分的含量,但苏氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸显著低于深层土壤对应组分的含量;针阔叶混交林表层土 壤中酪氨酸、组氨酸和脯氨酸低于深层土壤的含量,而其余组分均显著高于深层土壤的含量;而针叶林中除甲硫氨酸和赖氨酸外,其余15种氨基酸在表层土壤中的含量均高于深层土壤中对应组分的含量.3种人工林中无论是表层土壤还是深层土壤,游离氨基酸均以中性氨基酸含量为最高,碱性和酸性氨基酸含量次之,含硫氨基酸含量最低.表层土壤中天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬草氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和精氨酸的含量依次为:针叶林＜阔叶林＜针阔叶混交林,而赖氨酸和脯氨酸的含量则以针叶林为最高,针阔叶混交林次之,阔叶林最低;阔叶林表层土壤中络氨酸和胱氨酸含量最高.深层土壤中各组分氨基酸除赖氨酸之外均以针叶林中含量最低,针阔叶混交林次之,而阔叶林中含量最高.     

组蛋白赖氨酸甲基转移酶DOT1L抑制剂分子水平高通量筛选模型的建立

类端粒沉默干扰体1(disruptor of telomeric silencing 1-like,DOT1L)是一种能够催化组蛋白H3第79位赖氨酸(H3K79)发生甲基化修饰的表观遗传调控酶,是第一个被发现不含有SET结构域的赖氨酸甲基转移酶.H3K79位点的甲基化程度能够影响和调控某些特定基因的表达,与急性髄性白血病(acute myelocytic leukemia,AML)的发生与发展密切相关.为建立一种分子水平DOT1L小分子抑制剂的高通量筛选模型,以EPZ-5676为阳性化合物,探讨最佳反应酶浓度、底物浓度及反应时间等,并对优化后的反应体系进行检测和确认.通过对多种参数优化使得高通量筛选体系的Z'因子达到0.54,表明已成功建立了DOT1L小分子抑制剂高通量筛选模型.     

rPA(K)的定点突变及其真核表达载体在COS-7细胞中的瞬时表达

采用定点突变技术,对真核表达载体pCSRK上的目的片段rPA(K)进行突变,获得了含有突变体rPA(KN)(N184→Q)的真核表达载体pCSRKN.酶切和测序结果证明,成功去除了184位的糖基化位点.用LipofectamineTM2000 Reagent将pCSRKN转染至COS-7细胞,取转染后不同培养时间上清,以FAPA法进行检测.结果表明,表达产物具有良好的溶圈活性,从而验证了pCSRKN在真核系统表达的可行性.     

草鱼胰蛋白酶的分离纯化及性质研究

从草鱼肝胰脏中分离纯化出一种胰蛋白酶．纯化过程包括：硫酸铵分级沉淀,DEAE-Sephamse离子交换,Sephacryl S-200凝胶过滤和Q-Sepharose离子交换层析．SDS-PAGE显示在分子量约为28．5ku处有单一电泳带,表明该酶已得到高度纯化．以Boc-Leu-Arg-Arg-MCA为底物测得该酶的最适温度为40℃．最适pH值为9．0．丝氨酸蛋白酶抑制剂（Pefabloc SC,PMSF,Benzamidine）对该酶的活力有明显抑制作用．底物特异性实验表明该酶特异性分解精氨酸和赖氨酸残基的C末端,进一步证明纯化蛋白为草鱼胰蛋白酶,其酶学性质与鲤鱼胰蛋白酶相似．     

南美白对虾丝氨酸蛋白酶的分离纯化及性质研究

通过硫酸铵盐析、DEAE-Sepharose、Phenyl-Sepharose、Hydroxyapatite、Superdex 75等方法,从南美白对虾消化腺中分离得到一种丝氨酸蛋白酶.SDS-PAGE结果显示,其分子质量约为28 ku,最适pH值与最适温度分别为9.0和40℃,且pH值在7.0~10.0之间以及温度在40℃以下有较高的稳定性.底物特异性实验与抑制剂实验结果表明,该酶属于类胰蛋白酶的丝氨酸蛋白酶.动力学实验显示,以Boc-Phe-Ser-Arg-MCA为底物时,Km=0.69μmol/L,Kcat=0.33 S-1,Kcat/Km=4.78×105(mol/L)-1S-1.