极耐热内切葡聚糖酶Cel12B的基因克隆、表达和酶学性质的研究

极耐热酶在工业生产中有可观的潜在用途，为此从极端嗜热厌氧细菌海柄热袍菌中通过PCR方法克隆出Cel12B基因，构建重组表达质粒pET-20b-Cel12B，转化至大肠杆菌JM109（DE3）诱导表达后，获得极耐热重组内切葡聚糖酶．经过热处理和组氨酸亲和层析柱纯化，获得电泳纯单一条带，酶学性质测定表明：最适作用pH为6．0，最适作用温度90℃，在pH5．3～6.5之间酶活力稳定，90℃半衰期70min。     

木聚糖酶高产突变株酶学特性研究

野生株木聚糖酶最适pH为5.4,在7.0-10.0范围内稳定;而突变株最适pH为6.0,在6.0-10.0范围内稳定。最适温度均为52℃,在20-50℃间比较稳定。在40℃保温24h,野生株剩余活力为57%,突变株为86%;电泳表明,突变株酶液中蛋白质种类与野生株差别较大;木聚糖酶谱检测也发现,突变株粗酶液中有两种类型木聚糖酶,而野生株中只有一种。     

大米草半纤维素选择性酶解研究

采用由东方肉座菌EU7-22表达的重组木聚糖酶HoXyn11A、黑曲霉BE-2表达的重组木聚糖酶AnXyn10C和商品木聚糖酶分别降解大米草半纤维素,探索其降解的最佳工艺条件,结果发现该3种木聚糖酶最适pH值为4.5～5.5,最佳反应温度为45～55 ℃,酶用量为200～300 IU·g^-1底物,反应时间为12～24 h.对比结果表明:通过黑曲霉BE-2表达的重组木聚糖AnXyn10C能够在24 h内基本将大米草半纤维素降解为低聚木糖,效率远高于商品酶和东方肉座菌EU7-22表达的重组木聚糖酶HoXyn11A.黑曲霉BE-2表达的重组木聚糖AnXyn10C是大米草半纤维素降解酶的良好来源.     

嗜热菌Thermaerobacter subterraneus DSM13965磷酸三酯酶的原核表达、 ]纯化及性质表征

将来源于嗜热菌Thermaerobacter subterraneus DSM13965的磷酸三酯酶基因在大肠杆菌BL21中高效表达, 并采用超声、 热失活和组氨酸标签
镍柱对产物进行分离纯化, 通过SDS PAGE和Western blot对表达产物进行鉴定. 结果表明: 该重组酶以二聚体的寡聚体形式存在; 其最适温度为70 ℃, 最适pH=10.0, 具有良好的热稳定性.     

新型G/11家族木聚糖酶的设计及生物学分析

运用Bioedit软件,从已知耐热性能较好的G/11木聚糖酶蛋白序列出发,构建调和序列,获得新型木聚糖酶.首先运用InterProScan得出该序列为G/11家族,再运用MotifScan确定其活性部位,对比G/11木聚糖酶的特征序列确定该酶为木聚糖酶.通过SWISS-MODEL对其三级结构进行预测,了解信号肽长度为27个.运用Protparam Tool对其部分理化性质进行预测,得出其理论等电点为6.82,最适温度为81.72 ℃,高于调和前的任何一条序列.最后,通过选择宿主菌最优密码子获得其基因序列.     

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.     

Ssp dnaB蛋白质内含子介导的精氨酸激酶N末端结构域的表达

采用聚合酶链式反应(PCR)扩增精氨酸激酶(Arginine kinase,AK)N端基因片段,经双酶切后连接至含有蛋白质内含子Ssp DnaB基因的质粒载体pTWIN1中,将Ssp dnaB和N-domain的融合基因利用双酶切手段重组到含有组氨酸标签(His-tag)的质粒载体pET-28a中,得到含有组氨酸标签的融合蛋白基因,并在大肠杆菌Rosetta中表达,为获得具有天然氨基酸序列的精氨酸激酶N端结构域打下基础。     

金属螯合载体一步纯化与固定化GL-7ACA酰化酶

采用金属鳌合亲和层析技术,以EIP-ARFG-IDA-Co2+为载体,从可溶性总蛋白中一步分离纯化具有His-tag标签的GL-7ACA酰化酶.在此基础上进行了固定化方面的研究,其固定化最适条件是150～200U/g给酶量与载体比,固定化时间16 h,固定化介质pH=7.0.固定化酶的最适反应温度为50℃,最适反应pH为8.0.同时还考察了固定化酶的热稳定性、重复利用性及载体的重复使用等特性.     

木聚糖酶XynB分子Ser/Thr平面导入精氨酸对酶热稳定性的影响

为提高木聚糖酶的热稳定性,通过定点突变的方法,在来源于黑曲霉Aspergillus niger nl-1的木聚糖酶XynB分子Ser/Thr平面上引入5个精氨酸,实现了突变酶在毕赤酵母中的表达。通过酶学性质的研究表明,突变酶XynB-104和XynB-77的最适反应温度为50℃,且与原酶相比相对酶活力得到显著提高。在存在底物的情况下,50℃热处理2 h,突变酶XynB-104和XynB-77残余酶活力较原酶的相对转化效率由26%提高到80%左右。突变酶XynB-104的最适反应pH与原酶一致,而突变酶XynB-77最适pH由5.0提高到5.5。结果表明,在木聚糖酶分子Ser/Thr平面不同折叠片引入精氨酸可以增强酶结构的稳定性,特别是能显著提高热稳定性。     

木聚糖酶XynB分子Ser/Thr平面导入精氨酸对酶热稳定性的影响

为提高木聚糖酶的热稳定性,通过定点突变的方法,在来源于黑曲霉Aspergillus niger nl-1的木聚糖酶XynB分子Ser/Thr平面上引入5个精氨酸,实现了突变酶在毕赤酵母中的表达。通过酶学性质的研究表明,突变酶XynB-104和XynB-77的最适反应温度为50℃,且与原酶相比相对酶活力得到显著提高。在存在底物的情况下,50℃热处理2 h,突变酶XynB-104和XynB-77残余酶活力较原酶的相对转化效率由26%提高到80%左右。突变酶XynB-104的最适反应pH与原酶一致,而突变酶XynB-77最适pH由5.0提高到5.5。结果表明,在木聚糖酶分子Ser/Thr平面不同折叠片引入精氨酸可以增强酶结构的稳定性,特别是能显著提高热稳定性。     

瑞氏木霉内切葡聚糖酶Ⅱ在大肠杆菌中的重组表达及重组酶性质测定

将不含信号肽的瑞氏木霉内切葡聚糖酶II(Cel5A)的cDNA克隆到pET-28a(+)表达质粒上,与其N末端6个组氨酸标签序列融合,构建成pET-28a(+)-egl2表达质粒,在大肠杆菌BL21 (DE3)中诱导表达.利用低温诱导策略,成功表达出活性重组蛋白.Western blot 结果显示重组Cel5A相对分子分量大约为43 000.进一步对重组Cel5A进行Ni-NTA亲和层析柱纯化并对其进行酶学性质测定,结果显示以羧甲基纤维素钠为作用底物时重组酶最适作用pH为4.5,最适作用温度为60℃;重组酶热稳定性较好,在65℃及以下保温1.5 h,活性仍相当稳定.Mn2+对Cel5A的酶活有促进作用,Fe3+和Cu2+有抑制作用,其它金属离子和EDTA对酶活没有明显影响.底物特异性研究表明,重组Cel5A只能水解混合键葡聚糖和羧甲基纤维素钠,对混合键葡聚糖的水解能力是其对羧甲基纤维素钠水解能力的6.7倍,但对微晶纤维素、Glass microfiber filters、木聚糖、阿拉伯木聚糖和木葡聚糖没有水解作用.     

信号肽对木聚糖酶在马克斯克鲁维酵母中分泌表达的影响

马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)是一种新型的非常规酵母,具有生长快、分泌能力强、安全性高等优势.在酵母表达系统中,分泌信号肽不仅介导了外源蛋白沿着正确途径分泌到胞外,也在蛋白质翻译后加工等方面发挥了重要作用.本文分别研究了酿酒酵母α-Factor信号肽和克鲁维酵母菊粉酶信号肽对耐热木聚糖酶在马克斯克鲁维酵母中的分泌表达影响.工程菌摇瓶发酵72h后,在含有菊粉酶信号肽和α-Factor信号肽的工程菌株的发酵上清中,木聚糖酶酶活分别为318.91U/mL和117.90U/mL,表明马克斯克鲁维酵母表达木聚糖酶时,菊粉酶信号肽介导的蛋白分泌表达效果优于α-Factor信号肽.重组表达木聚糖酶最适反应条件是pH5.5和65℃,在75℃处理1h后,该酶的剩余酶活保留73%以上.在5L发酵罐中,重组菌高密度发酵72h,木聚糖酶酶活高达157 757U/mL,结果表明,马克斯克鲁维酵母表达系统在工业酶领域中应用具有非常广阔的前景.     

密码子优化的植酸酶基因appA-P在毕赤酵母中的高效表达

根据毕赤酵母(Pichia pastoris)密码子使用偏爱性,对Escherichia coli来源的高比活植酸酶基因(appA)全面地进行密码子优化,人工合成了植酸酶基因(appA-P),并将该基因克隆到毕赤酵母诱导型分泌表达载体pHBM905A上,获得重组质粒pHBM905A-appA-P,通过PEG1000转化法将线性化的重组质粒转化毕赤酵母GS115菌株,筛选得到一个高效表达植酸酶的重组菌株GS115-appA-P,在25℃摇瓶培养168 h后酶活力达到422 U/mL,该植酸酶最适反应温度为60℃,最适反应pH为4.5,在20~50℃、pH1.0~6.0范围内较稳定.     

不同启动子调控的两种半纤维素酶分泌表达的比较

为提高耐热木聚糖酶DSB和耐热甘露聚糖酶ManB在毕赤酵母GS115中分泌表达的酶活力,选择了3个调控蛋白表达能力较强的启动子P_(FLD1),P_(GAP)和P_(TEF1),以P_(AOX1)为参照,分别在毕赤酵母GS115中进行分泌表达.摇瓶发酵结果表明:P_(FLD1),P_(TEF1),P_(GAP)和P_(AOX1)能有效介导DSB和ManB的分泌,但其胞外酶活相差较大.对于DSB,使用P_(AOX1)时酶活力明显高于P_(FLD1),P_(TEF1)和P_(GAP),最高酶活达846 U/mL;对于ManB,使用P_(FLD1)时酶活力高于P_(AOX1),最高酶活达222 U/mL.故在GS115中分泌表达DSB时选用P_(AOX1),而分泌表达ManB时选用P_(FLD1).     

酸性木聚糖酶产生菌XYW5的筛选及酶学性质

【目的】选育优良的产酸性木聚糖酶的微生物,考察酸性木聚糖酶的酶学性质(尤其是pH值为4.0),为实现纤维素乙醇低成本清洁生产打下基础。【方法】从广西大学农场采集土壤,富集后经产酸性木聚糖酶的培养,比较酸性木聚糖酶酶活力,选育酸性木聚糖酶高产菌株,鉴定菌种,分析酶学性质。【结果】筛选出产酸性木聚糖酶酶活力较高的菌株XYW5。扩增菌株XYW5的ITS rDNA序列,经测序分析比对,将其初步鉴定为日本曲霉Aspergillus japonicus XYW5。菌株XYW5产酸性木聚糖酶和酸性木糖苷酶的酶活力最高分别达(26. 26±0. 97)U/mL和(0.63±0.02) U/mL,比活力分别为(85.50±0.63) U/mg和(1.80±0.01) U/mg;其酸性木聚糖酶最适温度和最适pH值分别为65℃和6.5,酸性木糖苷酶最适温度和最适pH值分别为70℃和4.5;酸性木聚糖酶兼有酸性CMCase酶活力,达到8.54 U/mL。【结论】菌株XYW5所产的酸性木聚糖酶具有开发成为优良工业酸性木聚糖酶的潜力。     

人鼻病毒3C蛋白酶在大肠杆菌中的表达、纯化及活性分析

人鼻病毒3C蛋白酶具有高特异性,且在低温条件下具有较高酶活,目前已被商品化.在大肠杆菌中利用麦芽糖结合蛋白(MBP)作为融合标签可促进人鼻病毒3C蛋白酶的可溶性表达.将人鼻病毒3C蛋白酶的DNA编码序列克隆到pRK792载体上,然后导入到大肠杆菌BL21(DE3),进行诱导表达,获得MBP-LEVLFQGP-6x His-人鼻病毒3C蛋白酶融合蛋白,随后通过Ni柱亲和纯化获得目的蛋白.用该产物切割纯化的MBP-LEVLFQGP-6x His-木聚糖酶融合蛋白,可获得木聚糖酶并用底物平板检测其活性.实验结果表明人鼻病毒3C蛋白酶能够在大肠杆菌中表达,并且能特异性地在其底物识别序列进行切割,从而移除MBP标签,获得仅带有6x His的人鼻病毒3C蛋白酶.该酶可以特异性地去除木聚糖酶融合蛋白中的MBP标签,获得有活性的木聚糖酶.利用MBP标签能够促进人鼻病毒3C蛋白酶可溶性表达,且人鼻病毒3C蛋白酶的活性不受影响,有利于一些不稳定的蛋白在低温下的标签去除和纯化.     

棘孢木霉GH11家族木聚糖酶的异源表达及酶学性质

从棘孢木霉(Trichoderma asperellum)中克隆得到一个糖苷水解酶(glycoside hydrolase,GH)11家族木聚糖酶基因TaXyn11A,并在大肠杆菌中进行了异源表达。该基因含有一个672bp的开放阅读框,编码223个氨基酸,编码的蛋白与来自哈茨木霉C4(Trichoderma harzianum)的GH11家族木聚糖酶xynⅡ(NCBI accession No. B5A7N4.1)的同源性为85.2%。粗酶液经Ni-NTA亲和层析一步纯化得到电泳级纯酶(TaXyn11A),该酶分子质量为24.2kDa。研究了纯酶的酶学性质,结果表明:TaXyn11A为酸性中温木聚糖酶,最适pH值和最适温度分别是5.0和50℃,在pH值为4.0~10.0时和45℃及以下保持稳定,45℃时半衰期为14.3h。EDTA、Mn²⁺和Cr³⁺对该酶有激活作用,而SDS和CTAB对该酶有抑制作用。底物特异性及水解特性分析表明:TaXyn11A可特异性水解燕麦木聚糖、小麦阿拉伯木聚糖、榉木木聚糖和桦木木聚糖等木聚糖底物,比酶活力分别为989.6、727.6、706.0、484.5U·mg-1,水解12h后,产物以聚合度为2~6的低聚木糖为主。这些优良的酶学特性使TaXyn11A在低聚木糖生产中具有潜在应用价值。     

纤维微菌XM-8木聚糖酶基因克隆及酶学性质

【目的】为获得可应用于木聚糖水解的酶资源,希望通过筛选分离得到能够水解木聚糖的木聚糖酶产生菌,克隆表达木聚糖酶基因并研究其酶学性质。【方法】从环境中筛选分离出可水解木聚糖的菌株,利用16SrDNA对其进行分子鉴定。扩增其木聚糖酶基因,以pET22b(+)为表达载体,构建共表达重组质粒,转化Escherichia coli BL21(DE3)进行异源表达,并对重组酶进行酶学性质研究。【结果】经16SrDNA鉴定该菌株为纤维微菌。通过PCR成功克隆到该菌的木聚糖酶基因(xyn-8a),并构建共表达质粒pET22b-xyn-8a,实现木聚糖酶Xyn-8a的活性表达。酶学性质研究表明Xyn-8a最适反应温度为60℃,最适反应pH值为6.0,只对木聚糖底物有活性;HPLC分析其水解产物以木二糖为主,还有少量的木糖和木三糖。【结论】XYN-8A在pH值为6的条件下具有较高活力,且可以催化水解反应,在生产低聚木糖方面具有一定的应用价值。     

黑曲霉S13所产木聚糖酶的性质及应用研究

木聚糖酶作用的最适温度为50℃,最适pH为4～6,在pH为1～12酶活性稳定.木聚糖酶的热稳定性差,60℃保温1h剩余酶活为1.65%.木聚糖酶受大多数金属离子的抑制,其中Cu2+的抑制作用最大.木聚糖酶应用于饲料发酵和纸浆漂白过程中,可以有效地降低饲料中的粗纤维含量和改善纸张的性能并减小污染.     

K.pneumoniae XJPD-Li甘油脱水酶基因的定点突变及其性能研究

针对菌株K.pneumoniae XJPD—Li高效转化生产1,3-丙二醇的特性,将其甘油脱水酶与已知报道的甘油脱水酶（U60992）的序列比对分析,根据差异位点设计了Nβ471的定点突变,利用反向PCR定点突变技术构建了甘油脱水酶（dhaBCE）的突变体质粒M1821,并在E．coli BL21（DE3）中高效表达。SDS—PAGE结果显示,诱导表达后在相对分子质量66、24、16KD出现三条特征条带,与预期结果一致。突变体M1821甘油脱水酶的比酶活为38．7U／mg,催化反应最适pH为8．0,最适温度为40℃,与未突变重组甘油脱水酶比较,最适温度降低了约5℃。