大肠杆菌嗜盐α-淀粉酶基因的分子改造及其酶学特性

【目的】对大肠杆菌Escherichia coli嗜盐α-淀粉酶基因进行改造,并探索嗜盐α-淀粉酶的嗜盐特性。【方法】从非嗜盐的大肠杆菌JM109中克隆到一个嗜盐α-淀粉酶基因k6并进行重组表达。通过同源建模,确定Na+结合位点上的氨基酸残基,并对相应位点进行定点突变。最后对突变酶的酶学性质进行研究。【结果】相对于野生酶,突变酶更加嗜盐,其最适NaCl浓度由2mol/L增加到3mol/L,最适pH值为7,最适温度为50℃,酶活力为4 831U/mg,提高近4倍。经HPLC检测,突变酶与2%(W/V)可溶性淀粉反应后的产物为葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖的混合物。【结论】嗜盐α-淀粉酶基因k6的嗜盐特性与Na+结合位点具有直接联系。     

α-淀粉酶Amy7C及其突变体催化常数的定量预测

【目的】利用α-淀粉酶Amy7c及其突变体的氨基酸信息,预测该酶的催化常数（Kcat）,并筛选出能预测α-淀粉酶Kcat最具效果的氨基酸属性。【方法】先以20-l前馈反向传播的神经网络为模型,完成535种氨基酸属性对α-淀粉酶Amy7C及其突变体催化常数的拟合。再将α-淀粉酶Amy7C及其54个突变体的数据分为2组,用35个酶作为训练组进行拟合,20个酶作为验证组进行检验。最后,对8种不同层次及神经元个数的模型进行比较。【结果】110个氨基酸属性可实现20-l神经网络模型收敛,表明这些氨基酸属性可用于预测α-淀粉酶的催化常数,不同指标的预测效果不同。多模型的分析结果显示,不同模型对训练组R值的结果具有显著性差异,而对训练组P值、验证组R值和验证组P值结果无显著性差异。【结论】氨基酸分布概率等属性可以用于预测α-淀粉酶催化常数。四层神经网络模型是预测α-淀粉酶催化常数的相对理想的模型。     

嗜盐淀粉酶产生菌的筛选鉴定及其酶学性质研究

【目的】筛选分离新的嗜盐淀粉酶产生菌,并对其进行酶学性质研究。【方法】从广西大学奶牛厂的奶牛粪便土壤中分离得到一株能产耐盐淀粉酶的菌株,利用16SrRNA序列对比进行鉴定,经破胞提取胞内总蛋白测定嗜盐淀粉酶酶学性质。【结果】经16SrRNA初步鉴定该菌株为阴沟肠杆菌属(Enterobacter cloacae)。该菌株是非嗜盐菌株,却能产生一种胞内嗜盐淀粉酶。酶学性质研究表明该酶在NaCl终浓度为4mol/L时,酶活力最强,当盐浓度为5.5mol/L时,仍能保持最高酶活的60%;以MOPS-NaCl配制的1%可溶性淀粉溶液为底物时,其最适反应温度为50℃,最适pH值为6.5,pH值在4.5~8.5时均能保持60%以上的相对活力;在35~45℃的温度范围内显示较好的稳定性,相对酶活保持在80%以上,但当温度达到50℃时,酶活力急剧下降;Ca2+浓度对酶活力几乎没有影响;EDTA浓度在10~140mmol/L时酶活力变化不大,大于140mmol/L之后,酶活力逐渐下降。【结论】该菌株是在非嗜盐菌株中发现的具有嗜盐淀粉酶基因的菌株,其嗜盐淀粉酶在高盐环境下具有很高的酶活力。     

α-淀粉酶Amy7C及其突变体最适pH值的定量预测

【目的】pH值是影响酶催化效率的关键参数,通常需要通过实验方式才能确定生物酶的最适 pH 值,而该方式要消耗较多的人力、物力和时间。因此,有必要发展一种利用酶的简单结构信息即可预测其最适 pH 值的方法。【方法】以20-1前馈反向传播的神经网络为模型,完成535种氨基酸属性对α-淀粉酶 pH 值的拟合。同时,将α-淀粉酶 Amy7C及其54个突变体的数据分为2组,用35个酶作为训练组进行拟合,20个酶作为验证组进行检验,并对不同层次及神经元个数的模型进行比较。【结果】109个氨基酸属性可实现20-1神经网络模型收敛,表明这些氨基酸属性可用干预测α-淀粉酶的最适 pH值,但是不同氨基酸属性预测 pH 值的效果差别较大,只有部分指标预测 pH值的效果较好。多模型的分析结果显示,不同模型对训练组R值的结果具有显著性差异,而对训练组P值、验证组R值和验证组P 值结果无显著性差异。【结论】氨基酸分布概率等属性可用干预测α-淀粉酶的最适 pH值。20-1神经网络模型是预测α-淀粉酶最适 pH值相对理想的模型。     

灌木柳SlSIP基因的克隆和功能验证

【目的】明确灌木柳碱性α-半乳糖苷酶基因(SlSIP)的结构特征和该基因在耐盐方面的生物学功能,为碱性α-半乳糖苷酶基因新的功能拓宽提供理论基础。【方法】 以灌木柳苏柳‘2345’(Salix jiangsuensis ‘2345’)盐胁迫48 h后的cDNA为模板,克隆了苏柳碱性α-半乳糖苷酶基因SlSIP。运用生物信息学方法分析其蛋白质结构、性质和亲缘关系,利用农杆菌介导法转入拟南芥中,通过实时荧光定量qRT-PCR方法鉴定转基因阳性植株的表达特性和盐胁迫条件下的生长状态,从而验证转基因植株的耐盐功能。【结果】该基因编码776个氨基酸,分子质量为84.88 ku,理论等电点为5.85,不稳定系数为35.74,亲水性平均系数-0.154, 定位于内质网膜上。SlSIP的保守结构域为WFGWCTW和IDDGWQ,催化活性位点为V。共得到11个T3代阳性转基因株系,qRT-PCR结果显示SlSIP在3个拟南芥阳性转基因株系中表达量最高,分别提高9、28、29倍。转基因株系在含85 mmol/L NaCl培养基上种子萌发率高于非转基因植株,且生长状态良好,但非转基因植株的叶绿素含量高于转基因株系。【结论】SlSIP基因属于GH27家族,不仅提高了种子萌发过程中的耐盐性,也参与了叶片发育和衰老的途径。     

玫瑰微球菌海藻糖合成相关酶基因的克隆和序列分析

从玫瑰微球菌QS412中克隆出海藻糖生成相关酶――麦芽寡糖基海藻糖基水解酶的基因treZ ,测定了其核苷酸序列并进行了表达。treZ 编码的蛋白质有624个氨基酸、分子质量为68 kD. 它们与已报道的其他微生物的海藻糖生成相关酶的基因进行同源性比较，treZ 的同源性分别为33.0%(耐放射异常球菌)；10.1%(硫矿硫化叶菌KM1)；51.9%(节杆菌Q36)；52.8%(根瘤菌M11)；48.5% (短杆菌)。经过氨基酸序列比较分析还发现，所有的海藻糖生成相关酶都含有糖苷酶家族13个中几个高度保守的α-淀粉酶催化活性区，推测这些海藻糖生成相关酶都可能有着共同的进化来源。     

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。     

解淀粉芽孢杆菌α—淀粉酶基因的分子克隆及其在大肠杆菌中表达的初步研究

以大肠杆菌噬菌体λEMBL_3为载体克隆了解淀粉芽孢杆菌的α—淀粉酶基因。被克隆的α—淀粉酶基因能够稳定存在,并可以在E.Coli中表达。携有α—淀粉酶基因的重组体噬菌体λPAmy~(13)其高效价裂解酶活力可达14.0u/ml。在大肠杆菌中产生的α—淀粉酶与兔抗解淀粉芽孢杆菌α—淀粉酶血清有交叉免疫反应。但与解淀粉芽孢杆菌本身所产生的α—淀粉相比,其免疫反应的程度下降。     

耐热α-淀粉酶的筛选、基因克隆和酶学性质分析

【目的】筛选耐热α-淀粉酶并实现异源表达,同时分析其酶学性质特征。【方法】以M9培养基加上可溶性淀粉作为选择性分离培养基,从腾冲火山温泉土壤中筛选到产淀粉酶的菌株Anoxybacillus sp.GXS-3。根据淀粉酶氨基酸保守序列,设计引物进行PCR扩增,然后对目标序列进行步移扩增,获得淀粉酶基因AmyGX。将AmyGX与表达载体pQE30连接,导入大肠杆菌M15中表达,对重组酶进行分离纯化和酶学性质分析。【结果】AmyGX基因长1 515 bp,编码505个氨基酸残基,前23个氨基酸残基为信号肽序列;重组质粒pQE30-AmyGX编码的蛋白分子量为58.04kDa,对可溶性淀粉催化水解反应的最适温度为60℃,最适pH值为8.0,V_(max)、K_m值分别为0.19U/mg、3.14mg/mL,热半失活温度T_(50)~(30)值为65.2℃;Zn~(2+)、Cu~(2+)、Co~(2+)、Fe~(3+)、Ba~(2+)对该酶具有明显的抑制作用,Na~+、K~+对该酶有激活作用,Mg~(2+)、Ca~(2+)的影响则不明显。【结论】AmyGX是一种中等耐温碱性酶,在造纸、洗涤剂生产和有毒废弃物去除等方面具有潜在的应用前景。     

脱毛碱性蛋白酶定点突变的初步分析

来自于Bacillus pumilus菌株BA06的碱性蛋白酶DHAP具有良好的脱毛能力. 为了更好地了解DHAP的催化特性和进一步改造使之更加符合制革工艺的要求, 根据蛋白质同源建模和嗜冷嗜热酶氨基酸组成的统计分析结果, 确定了13个氨基酸位点进行定点突变. 通过牛奶平板和对粗酶液在不同温度和热稳定性方面的活性进行了分析. 结果发现位于DHAP空间结构上底物结合“口袋”开口处α-螺旋上的氨基酸残基(E220, V223和K244)严重影响酶的活性; 位于底物结合口袋袋底的三个保守位点V256L、V25     

人巨细胞病毒临床低传代病毒株UL97 基因的克隆与分析

分离人巨细胞病毒（HCMV）临床低传代GZ02病毒株,并根据GenBank提供的实验室标准病毒株HCMV AD169磷酸转移酶基因UL97 DNA序列及有关文献设计引物,从HCMV GZ02病毒株基因组DNA中通过PCR扩增UL97基因,并克隆至pGEM3Z质粒载体．重组质粒经测序鉴定,发现HCM VGZ02病毒株UL97基因序列保守区域与HCMV AD169 UL97长度完全一致,但发生G205A、G761A、T823C、T1173C、T1282C、T1334C、T2106C等7个位点的碱基突变,涉及到编码氨基酸E69K,S275P,C428R和F445S位点发生改变。     

人类乙型肝炎样病毒Pre—S1包膜蛋白的一个特定区域为乙肝病毒形成所必需

土拨鼠肝炎病毒（WHV）是一种哺乳类动物的肝炎病毒．这种病毒在结构和抗原怕与人类乙型肝炎病毒（HBV）非常相似．以往的研究报告指出,在一种称为鸭乙型肝炎病毒（DHBV）的Pre－S包膜蛋白中,含有一个特定区域．这一区域由天冬氨酸－天冬氨酸－脯氨酸－亮氨酸－亮氨酸（DDPLL）5个氨基酸残基所组成．已发现,这一区域在像DHBV这一类禽类乙肝病毒的病毒装配和分泌时所必需的（LenhoffR,SummersJ．JVirol,1994,68：4565～4571）．在WHV的Pre－S包胰蛋白中第201个氨基酸到第205个氨基酸所包含的顺序,甘氨酸－天冬氨酸－脯氨…     

一株分离自艾丁湖土壤的嗜盐古菌新种的研究

为了研究分析新疆盐湖嗜盐古菌资源,从艾丁湖中分离筛选出一批嗜盐古菌,对其进行了形态特征,生理生化特性研究和分子鉴定。发现其中1株菌（D -20）的生理生化特性和产淀粉酶特性比较突出,经不同温度,不同pH,不同温度下的研究以及16S rDNA 序列的系统发育学研究表明：该菌株为革兰氏染色阴性菌,最适生长温度为37℃,最适生长pH8.0,最适盐浓度15％,能产过氧化氢酶、尿酶,淀粉酶,硝酸盐还原为阳性,不产 H2S ,对青霉素,氯四环素,红霉素,新霉素具有抗性,能利用赖氨酸,蛋氨酸,精氨酸,以果糖,蔗糖和核糖作为碳源。经分子鉴定该菌是 Natrinema属的新成员,定名为 Natrinema aidingensis D -20,Gene Bank登录号为 AY298734。菌株保藏号为12．657。     

日本沼虾胚胎发育时期消化酶活力和氨基酸含量

采用生物化学方法测定了日本沼虾胚胎发育过程中四种消化酶的比活力和氨基酸的含量.结果显示：卵内可溶性蛋白的含量随着胚胎的发育逐渐下降，但在原肠期的可溶性蛋白含量略高于囊胚期.四种消化酶中类胰蛋白酶、胃蛋白酶和淀粉酶活力在胚胎发育早期和后期较高，中期较低.纤维素酶活力较低且在胚胎发育过程中变化规律不明显.总氨基酸含量在胚胎发育早期下降较快，胚胎发育至后无节幼体期氨基酸含量下降幅度变缓.必需氨基酸中亮氨酸的含量高,非必需氨基酸中谷氨酸的含量最高.单个必需氨基酸含量与必需氨基酸总量的比值（A/E）在整个胚胎发育过程中的变化基本趋于一致.     

Symbiotic host-specificity of Rhizobium meliloti is determined by a sulphated and acylated glucosamine oligosaccharide signal

Rhizobia are symbiotic bacteria that elicit the formation on leguminous plants of specialized organs, root nodules, in which they fix nitrogen. In various Rhizobium species, such as R. leguminosarum and R. meliloti, common and host-specific nodulation (nod) genes have been identified which determine infection and nodulation of specific hosts. Common nodABC genes as well as host-specific nodH and nodQ genes were shown recently, using bioassays, to be involved in the production of extracellular Nod signals. Using R. meliloti strains overproducing symbiotic Nod factors, we have purified the major alfalfa-specific signal, NodRm-1, by gel permeation, ion exchange and C18 reverse-phase high performance liquid chromatography. From mass spectrometry, nuclear magnetic resonance, (35)S-labelling and chemical modification studies, NodRm-1 was shown to be a sulphated beta-1,4-tetrasaccharide of D-glucosamine (Mr 1,102) in which three amino groups were acetylated and one was acylated with a C16 bis-unsaturated fatty acid. This purified Nod signal specifically elicited root hair deformation on the homologous host when added in nanomolar concentration.     

脆壳全海笋和宽壳全海笋的营养成分分析

【目的】对脆壳全海笋(Barnea fragilis)和宽壳全海笋(Barnea diliaia)的营养价值进行综合评价和比较。【方法】采用常规营养指标测定方法对两种海笋的水管组织和内脏团组织的营养成分进行测定。【结果】两种海笋水管的水分和粗蛋白含量高于内脏团,粗脂肪和总糖的含量低于内脏团;两种海笋中,脆壳全海笋两组织的灰分含量较高;两种海笋的水管和内脏团中均含有16种氨基酸,内脏团中必需氨基酸(Essential amino acid,EAA)占总氨基酸(TAA)比例为35.32%~35.54%,与WHO/FAO推荐模式相近,高于水管;鲜味氨基酸(Delicious amino acid,DAA)占总氨基酸的比例为40.38%~51.50%,其中谷氨酸含量最高,达到13.67%~17.05%;除宽壳全海笋的水管外,两种海笋氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS)的第一限制氨基酸均为蛋氨酸+胱氨酸;矿质元素比例均衡,Fe含量丰富。【结论】两种海笋的水管是高蛋白、低脂肪、味道鲜美、营养丰富的海产品;脆壳全海笋在补充矿物质元素、维持健康方面具有广阔的应用前景;宽壳全海笋在补充蛋白质和食用口感上更优。     

Ⅱ型抗癌晶体蛋白的芳香族氨基酸及其与抗肝癌活性间的关系

利用氨基酸序列比对,蛋白质间相互作用位点预测和蛋白质与蛋白质对接,研究Ⅱ型抗癌晶体蛋白的氨基酸组成与其抗肝癌活性之间关系.结果表明:Ⅱ型抗癌晶体蛋白分子上位点49,51,52,55～60,194和205～212的氨基酸残基,特别是芳香族氨基酸在配体和受体蛋白质间的相互作用中起着重要作用;在Hex的蛋白质与蛋白质对接中,配体P11和P32与受体甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)的结合能量最低,表明P11和P32更容易与GAPDH结合.