支链淀粉水解酶水解支链淀粉的特异氨基酸分析

【目的】通过对具有支链淀粉水解能力的环糊精水解酶的结构进行分析,探寻决定酶与支链淀粉水解相关的关键氨基酸残基。【方法】对底物特异性发生改变的环糊精水解酶cds1-3进行功能鉴定,并利用分子模拟方法对其底物作用特异氨基酸序列和空间结构进行分析。【结果】环糊精水解酶cds1-3具有特殊的底物作用方式,它水解支链淀粉的能力强于水解环糊精。cds1-3和ThMA的蛋白质序列只有30个氨基酸的差异,主要位于远离底物结合区域的蛋白质中段,与环糊精水解酶的底物通道聚集位置相近。【结论】环糊精水解酶cds1-3的功能鉴定及对其关键氨基酸进行序列和空间结构分析,为揭示大分子底物,特别是支链淀粉底物的水解方式提供新的切入点。     

环糊精水解酶底物运输通道的动态结构分析

【目的】环糊精水解酶是作用于特殊底物的水解酶,可以水解圆锥形结构的底物。分析这个酶的底物通道为水解特殊结构底物提供研究基础。【方法】利用分子动力学模拟环糊精水解酶存在的底物通道,比较环糊精水解酶BsCMD_1J0H和TspCMD_1SMA在底物运输通道上的差异。【结果】BsCMD_1J0H和TspCMD_1SMA都为糖基水解酶家族13的蛋白质,它们的碳骨架基本吻合,而在α?螺旋分布上,TspCMD_1SMA相比于BsCMD_1J0H来说,螺旋结构更趋向于在蛋白质中心聚集。BsCMD_1J0H有6条底物通道连通蛋白质表面和活性中心,TspCMD_1SMA有8条底物通道连通。BsCMD_1J0H的底物通道平均半径为1,TspCMD_1SMA的底物通道平均半径为1.2。【结论】本研究提供了BsCMD_1J0H和TspCMD_1SMA两个蛋白质在和底物接触中的相关底物通道信息。     

谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)海藻糖合成酶的定点突变及其酶学性质研究

以已知晶体结构的Pseudomonas mesoacidophila MX-45菌株海藻酮糖合成酶（MutB）的晶体结构为模板,在SWISS-MODEL模建立谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）海藻糖合成酶的立体结构,并对初始结构作能量优化,通过氨基酸序列比对,选择TreS-glu保守区内的氨基酸R245、D247、E289、F244和保守区外的氨基酸A288进行定点突变,并对突变酶F244C、F244L、F244W、F244Y、A288G、R245X、E289X、D247N、D247E进行纯化和酶学性质研究,比较突变子对酶活性和热稳定性的影响。结果表明,R245、E289突变为其它的19个氨基酸后酶活力全部丧失,D247E和D247N也丧失酶活,F244C、F244L、F244W、F244Y和A288G的比活力分别降低到TreS-glu的38%、24%、62%、64%和35%,A288突变成T288后没有酶活。与TreS-glu相比,F244C、F244W、A288G的Km值基本不变,F244L、F244Y对底物麦芽糖的亲和力降低,F244Y的最适反应温度和TreS-glu相同,均为27℃,而F244C、F244L、F244W和A288G的最适温度提高到32℃。与TreS-glu相比,突变酶的最适反应pH值均有所下降,其中F244C、F244Y和A288G的为7.5,比TreS-glu的8.0均下降了约0.5个单位,而F244L和F244W的为6.5,比TreS-glu的8.0均下降了近1.5个单位。与TreS-glu相比,突变酶的热稳定性均有不同程度提高,其中F244Y、F244W和A288G的Tm值比TreS-glu的提高约1℃,F244L提高约2℃,F244C提高了近4℃。     

定点突变提高豆豉纤溶酶的酶活力和底物特异性的研究

以pBE—DFE质粒为模板,采用反向长距离PCR技术对豆豉纤溶酶(Douchi Fibrinolytic Enzyme,DFE)基因进行定点突变,使位于酶的底物结合区第156位的谷氨酸和第166位的甘氨酸分别替换为丝氨酸和丙氨酸,使临近酶的底物结合区的第169位甘氨酸残基替换为丙氨酸,获得了三个突变体E156S,G166A和G169A.将含突变基因的表达载体转化枯草杆菌WB800,构建了豆豉纤溶酶基因突变体的表达菌株WB800(E156S);WB800(G166A)和WB800(G166A).将3种表达菌株进行液体发酵培养,结果发现发酵上清液中纤溶酶的纤溶活性为460,790和900U/mL,分别是未突变酶活性(660U/mL)的70%,115%和136%;3种突变酶对合成底物的H-D-Val-Leu-Lys-pNA的酰胺水解活性是未突变酶的17%,125%和121%.     

Klebsiella sp.GXK-1的α-L-鼠李糖苷酶的酶学性质

【目的】克隆、表达克雷伯氏菌Klebsiellasp.GXK-1菌株中的α-L-鼠李糖苷酶基因,并研究重组酶的酶学性质。【方法】比对分析GenBank数据库中克雷伯氏菌同属的α-L-鼠李糖苷酶基因序列,设计简并引物PCR扩增基因的保守区。扩增目的基因,以pSE380为表达载体构建重组质粒pSE-rha1,并在大肠杆菌E.coli XL-blue进行诱导表达,使用镍亲和层析纯化重组蛋白,研究目的蛋白RHA1的酶学性质。【结果】以pNPR为底物,进行重组酶酶学性质的研究。重组酶RHA1的最适pH值和最适温度分别为5.0和45℃,Km值为(0.223±0.030)mmol/L,V_(max)值为(1.272±0.121)μmol/(min·mg)。在pH值为6~10的缓冲液内酶活力仍保持在80%以上;在温度为40℃以下时,酶活较为稳定,但在温度高于40℃时酶活力迅速下降。RHA1能水解pNPR、橙皮苷和芦丁。【结论】RHA1具有良好的pH稳定性,不仅能够水解人工底物pNPR,还能够水解α-1,6键的天然底物橙皮苷和芦丁,具有一定的医疗应用价值。     

利用枯草芽孢杆菌发酵生产糖化酶的上游工艺研究

糖化酶-α-1,4-葡萄糖水解酶(α-1,4-Glucan glucohydrolace),又称葡萄糖淀粉酶[Glucoamylase,(EC.3.2.1.3.)],此酶作用于淀粉分子的非还原性末端,以葡萄糖为单位,依次作用于淀粉分子中的α-1,4-糖苷键,生成葡萄糖。此酶作用于支链淀粉后的产物有葡萄糖和带有α-1,6-糖苷键的寡糖;作用于直链淀粉后的产物几乎全部是葡萄糖。本产品广泛用于生产白酒、黄酒、酒精、啤酒;用于以葡萄糖作发酵培养基的各种抗生素、有机酸、氨基酸、维生素的发酵;本品还大量用于生产各种规格的葡萄糖。总之,凡对淀粉、糊精必需进行酶水解的工业上,都可适用。糖化酶产生菌主要是黑曲霉(左美曲霉、泡盛曲霉)、根霉(雪白根酶、德氏根霉)、拟内孢霉、红曲霉等经深层发酵提炼而成,本文介绍的是利用枯草芽孢菌杆发酵来生产糖化酶的基本上游工艺过程。     

酶法制备鸡骨HAP的研究

采用不同蛋白酶对鸡骨进行水解制备动物水解蛋白(HAP).结果表明,胰酶、AS.1398中性蛋白酶和Alcalase具有较好的水解效果.通过正交试验,以水解度为指标确定胰酶的优化水解条件为:温度50℃,pH值8.5,酶和底物的比值(E/S)为0.75%,底物浓度5%,水解时间为60 min;AS.1398中性蛋白酶最适水解条件为:温度55℃,pH值7.5,E/S为3%,底物浓度5%,水解时间为60 min;Alcalase酶解的最适水解条件为:温度60℃,pH值8.5,E/S为1%,底物浓度5%,水解时间为60 min.     

正交实验确定Alcalase水解大豆蛋白的最佳实验条件

采用枯草杆菌碱性蛋白酶Alcalase(标注酶活力2.4Au/g)作为水解酶对大豆蛋白进行水解,得到大豆多肽溶液。以大豆蛋白的水解度(DH)来表征大豆蛋白水解反应进行的程度。选择水解反应温度、pH值、酶浓度作为三个影响因素分别取三个水平,以水解度为指标进行三因素三水平正交实验。实验结果得到的最佳实验条件为底物浓度为8%,酶浓度(E/S)为3.6Au/100g底物,温度T60℃以及pH为8.0。     

K148与K149对黑曲霉NRRL3135植酸酶A与植酸结合机制的影响

为了研究黑曲霉NRRL3135植酸酶A K148与K149对底物与酶的结合反应的影响,构建了一个单位点突变体(K148E)和一个双位点突变体(K148E和K149E),由于带电的氨基酸残基发生变化,造成这2个突变体的酶活性都有不同程度的减少,利用InsightII软件模拟了2种突变体酶的3-D结构,发现酶分子突变位置的表面电势有明显的改变.这2个α-螺旋(141～160)位点的改变可能降低了活性中心附近的底物浓度,减缓了底物与活性中心的反应速度.     

豆豉纤溶酶的定向进化

为提高豆豉纤溶酶的药用价值,通过易错PCR方法对来源于Bacillus subtilis DC-12的豆豉纤溶酶DFE基因进行突变并构建突变体文库,利用底物H-D-Val-Leu-Lys-pNA对突变体文库进行筛选.通过3轮易错PCR最终获得催化效率提高的突变酶mDFE3.序列分析表明突变酶mDFE3基因发生了6处碱基突变,其中4处突变发生氨基酸取代,2处为同义突变;通过swiss-model repository模拟突变酶mDFE3的结构,显示3个突变氨基酸位于回环结构上,1个位于α螺旋上;酶动力学测定结果表明突变酶mDFE3的Km值由0.58mmol/L降低至0.45mmol/L,突变酶mDFE3的催化效率(kcat)是野生型的2.57倍.     

内生枯草芽孢杆菌HD-1β-甘露聚糖酶基因的克隆及结构生物学分析

采用PCR技术从一株内生枯草芽孢杆菌HD-1基因组DNA中扩增出β-甘露聚糖酶基因核苷酸编码序列.序列分析表明,该基因全长1 089bp,编码362个氨基酸和一个终止密码子,N端前27个氨基酸为其信号肽.该酶氨基酸序列与相同来源的β-甘露糖苷酶同源性最高达98.34%,具有ManB保守结构域,属于糖苷水解酶家族26的一员.通过对该酶分子三维结构的预测分析,该酶的催化域形成TIM桶状结构,Cys92和Cys112形成二硫键,它们之间的部分构成该酶的氧化还原反应的活性中心,Glu100和Glu292分别为该酶的酸碱催化位点和亲核催化位点.三维结构的分析为提高酶的催化活性的和功能方面的定向改造提供了依据.     

鲢鱼蛋白的酶解及产物热反应肉类风味的形成

研究了鲢鱼蛋白在不同条件下的酶法水解及产物的关拉德反应．结果表明：鲢鱼蛋白可以被内肽酶和端解酶彻底降解成游离氨基酸和小肽;在酶解过程中添加5％(质量分数,下同)的酵母和0．02％的Nisin可以有效地降低水解产物的苦味,延长水解时间;鲢鱼蛋白水解液与适当的糖、维生素B1、维生素C、胡椒粉、咖喱粉和L-半胱氨酸等通过热反应不但可以合成理想的肉类化合物,而且可以完全去除水解液中的鱼腥味;美拉德反应后游离氨基酸的损失为12．06％,其中L-半胱氨酸和谷氨酸、天冬氨酸是形成肉类风味的决定性氨基酸．文中还采用气．质联用色谱仪分析鉴定出了19种重要的与肉类风味有关的杂环化合物,其中重要的肉味化合物——2-呋喃硫醇的质量占总挥发性香味化合物质量的54．74％．     

定量预测α-淀粉酶及其突变体的酶反应米氏常数

【目的】α-淀粉酶是一种重要淀粉水解酶，而Km值是酶反应中重要的参数，尝试建立一种利用α-淀粉酶初级结构定量预测米氏常数Km值的有效模型。【方法】通过神经网络模型，利用535种氨基酸属性定量预测α-淀粉酶 Amy7C及其52个突变体反应的Km值，其中33个酶用于模型训练，其余的用于模型验证。首先用双层的20-1前馈反向传播的神经网络进行预测，然后对多层神经网络模型进行筛选。【结果】535种氨基酸属性中有109种属性可以用模型预测，其中动态属性拟合结果较好，4个动态氨基酸属性中有3个属性可以用于模型预测，但拟合结果最好的氨基酸属性分别来自氨基酸理化性质和二级结构。对9种拟合和验证结果最好的氨基酸属性进行7种多层神经网络模型拟合，结果显示增加模型的复杂度并不能提高预测结果的精准度，表明较为简单的模型，如20-1或20-5-1是定量预测建模的首选。【结论】α-淀粉酶酶解反应的米氏常数Km ，可以利用某些氨基酸属性通过神经网络模型进行定量预测。为今后利用酶的初级结构定量预测酶反应中各参数最适条件提供思路。     

计算机辅助木糖还原酶定点突变的生物信息学分析

木糖还原酶（xylose reductase,XR）是木糖代谢生成乙醇途径中一个重要的酶,目前利用纤维素生成酒精的关键问题之一：木糖代谢过程中XR和木糖醇脱氢酶（xylitol dehydrogenase,XDH）的氧化还原不平衡。本研究借助生物信息学手段（酶三维结构建模、酶和辅酶分子对接）,充分分析数据库资源,找到了一些可能影响XR酶活性或辅酶依赖性的关键氨基酸。毕赤氏酵母XR与NADP之间有Lys21（K）、Val222（V）、Glu223（E）、Phe236（F）和Thr273（T）;毕赤氏酵母XR与NAD之间有Val222（V）、Glu223（E）、Phe236（F）、Glu237（E）和Thr273（T）;热带假丝酵母XR与NADP之间有Asn278（N）和Arg282（R）。对比两种辅酶与毕赤氏酵母XR形成氢键的氨基酸,如果使毕赤氏酵母XR只与辅酶NAD结合,则可以将Lys21替换成其它的氨基酸,因Lys21在所有XR序列中完全保守,需要进行氨基酸替代模拟计算预实验,在确保酶三维结构不变及NAD可以结合XR的前提条件下替代Lys21;如果使毕赤氏酵母XR只与辅酶NADP结合,则可以将Glu237（不完全保守）替换成其它的氨基酸。另外,还可以根据需要将这些形成氢键的氨基酸进行组合替代。要改变热带假丝酵母XR的NADP依赖性,可以替代Asn278（N）和/或Arg282（R）（不完全保守）。本研究为进一步酶的理性设计（提高活性及改变辅酶依赖性）并在分子水平上对木糖还原酶进行改造打下了基础。     

海参内脏酶解制备海参肽工艺

以蛋白水解度和酶解液中海参肽相对分子质量的分布作为指标,考察不同蛋白酶的酶解效果,筛选水解海参内脏的最适合蛋白酶,并通过单因素实验和正交实验优化酶解工艺.实验结果表明:胰蛋白酶的水解效果最佳,可用于水解海参内脏制备海参肽;在底物质量分数为1.0%,加酶量为0.375 1 mkat·g^-1,pH值为8.0,酶解温度为37 ℃,水解时间为5 h的最优酶解条件下,海参内脏的水解度可达到48.90%,酶解液中的多肽(2 000~5 000 u)质量分数为52.68%,寡肽(含氨基酸)(≤2 000 u)质量分数为47.25%.     

Isolation,purification and characterization of a new organphosphorus hydrolase OPHC2

A bacterium with the capability of degrading organphosphorus, identified as Pseudomonas pseudoaicaligenes, is isolated from OP-treated soil. The organphosphorus hydrolase OPHC2 from this bacterium has been purified and characterized. OPHC2 has optimum activity for the reaction at 65℃ and pH 9.0 with methyl parathion as a substrate, it also shows good thermal and pH stability. Most metal ions and chemicals have no effect on the activity of OPHC2. The analyses of nucleotide sequence encoding OPHC2 and amino acid sequence of OPHC2 show that there are lower homologies with those of organphosphorus hydrolase reported in GenBank.     

First visualization of glutamate and GABA in neurones by immunocytochemistry

Immunocytochemical methods for peptides and serotonin have greatly advanced the study of neurones in which these substances are likely to be transmitters. Such direct techniques have not so far been available for the amino acid transmitter candidates. We report here the selective immunocytochemical visualization of the putative transmitters glutamate (Glu) and gamma-aminobutyrate (GABA) by the use of antibodies raised against the amino acids coupled to bovine serum albumin (BSA) with glutaraldehyde (GA). The tissue localizations of Glu-like and GABA-like immunoreactivities (Glu-LI and GABA-LI) matched those of specific uptake sites for Glu and GABA, and, in the case of GABA-LI, also that of the specific marker enzyme glutamic acid decarboxylase (GAD). Thus, GABA-LI was located in what are believed to be GABAergic inhibitory neurones, whereas Glu-LI was concentrated in excitatory, possibly glutamatergic neurones. Preliminary electron microscopic observations suggest that the transmitter amino acids are significantly concentrated in synaptic vesicles.     

广西玉良天坑特色植物茎花山柚的营养价值评价

以广西玉良天坑内的茎花山柚（Champereia manillana BL.）新鲜嫩叶为试材,依据各营养成分测定的国家标准,分别对其主要活性物质、氨基酸及矿质元素含量进行测定,并结合抗氧化活性对其作出综合评价。结果表明,茎花山柚作为一种地道的特色野菜,其嫩叶粗蛋白、粗纤维和粗脂肪含量分别为7.60,7.36,0.53 g/100 g,VC含量为46.7 mg/100 g,均显著高于常见蔬菜（P<0.05）;此外氨基酸总量为4.26 g/100 g,约是香椿芽的1.5倍,其中鲜味氨基酸Asp、Glu、Gly和Ala的含量分别为0.56,0.57,0.23,0.24 g/100 g,其含量占氨基酸总量的37.6%,并且具有显著高钾低钠的特征,K含量约为Na含量的8.07倍;对其嫩叶醇溶液体外抗氧化活性研究表明,其抗氧化能力约为同等浓度VC的一半,抗氧化活性较强。茎花山柚作为特色野菜,其口味鲜美,营养价值较高,可将其作为新型经济植物开发利用。