福寿螺（Ampullaria crossean）内源性多功能纤维素酶基因的克隆

迄今为止已克隆的动物纤维素酶基因都是编码内切—β—1,4—葡聚糖酶或β—葡萄糖苷酶的,还没有有关动物外切—β—1,4—葡聚糖酶基因的报道。并且,动物是否对植物细胞壁的另一主要成分木聚糖具有水解能力也依然是个疑问。已经由草食性软体动物福寿螺的胃液中纯化得到一种纤维素酶,该酶同时具有外切β—1,4—葡聚糖酶、内切β—1,4—葡聚糖酶和内切β—1,4—木聚糖酶等三种活性,是一种多功能纤维素酶(命名为EGX)。在此基础上,从福寿螺胃组织中克隆得到的EGX cDNA开放阅读框全长为1185bp,共编码395个氨基酸。由氨基酸顺序同源和活性部位的保守顺序的比较分析,EGX可归属于糖苷水解酶第10家族。该多功能纤维素酶cDNA在毕赤酵母(Pichia pastoris)中表达的产物具有水解外切β—1,4—葡聚糖酶底物(pNPC),羧甲基纤维素(内切β—1,4—葡聚糖酶的底物)和木聚糖(木聚糖酶的底物)的活力。另外也从福寿螺卵巢组织中获得编码福寿螺多功能纤维素酶．EGX基因,长度为4892bp,含有9个外显子和8个内含子。8个内含子分别位于开放阅读框的74bp、122bp、280bp、336bp、473bp、646bp、753bp和972bp处。以上结果证明了多功能纤维素酶EGX是福寿螺自身产生的,同时也证明了福寿螺具有与微生物相似的纤维素酶系,即也含有内源性的外切β—1,4—葡聚糖酶活力组分。     

脂环酸芽孢杆菌D-1的耐盐内切葡聚糖酶基因克隆、表达与酶学性质北大核心CSCD

【目的】克隆温泉中嗜热嗜酸的脂环酸芽孢杆菌D-1(Alicyclobacillus tengchongensis CGMCC1504)的内切葡聚糖酶基因gluE1,并对该酶进行序列分析和重组酶的酶学特性分析。【方法】通过全基因组测序获得gluE1全长,并对其氨基酸序列(GluE1)进行分析。将gluE1重组到载体p EASY-E2中并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,利用组氨酸标签纯化GluE1并进行酶学性质分析。【结果】gluE1与NCBI数据库中GH5的内切葡聚糖酶具有较高的相似性,全长1020 bp,GC含量50.5%,编码339个氨基酸(40.45 k Da)。GluE1与数据库中序列的最高一致性为97%,与其余纤维素酶的一致性<60%。GluE1可水解CMC-Na、可溶性淀粉和大麦β-葡聚糖,表观最适pH为6.5,pH 5.0–10.0稳定并维持60%以上的酶活性。GluE1的表观最适温度为55℃,在37℃下稳定。在55℃ pH 6.5条件下,GluE1对大麦β-葡聚糖的K_m、V_(max)和k_(cat)分别为8.58 mg/mL、416.67 U/mg和280.90 s^(–1)。GluE1受Ag^+、Hg^(2+)及SDS抑制,β-巯基乙醇、Pb^(2+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)和Na^+对GluE1有微弱的促进作用,NaCl对GluE1的影响不大,加入30%的NaCl,仍有64%以上的酶活性;经30%的NaCl在37℃下处理60 min,仍能保持93%以上的活性。【结论】首次报道从Alicyclobacillus属的细菌中克隆得到内切葡聚糖酶基因并对其酶学性质进行研究,GluE1具有良好的pH稳定性和有较强的耐盐性,可能具有更大应用潜力。     

β-葡萄糖苷酶在工农医领域的应用

β-葡萄糖苷酶能够水解多种β-葡萄糖苷.它与其他纤维素酶共同作用,可以将自然界中含量丰富的纤维素水解成人类可以直接利用的能源物质--葡萄糖;β-葡萄糖苷酶在医学上也有重要的应用,它可用于一些肿瘤疾病的诊断和治疗.人缺乏β-葡萄糖苷酶,可以引起葡萄糖苷-N-脂酰鞘氨醇在巨噬细胞溶酶体内积累,引发戈谢病(Gaucher disease).     

纤维素酶在生物质转化中的应用研究进展

纤维素酶是木质纤维素转化的重要酶系,主要是由内切β-1,4-葡聚糖酶、外切β-1,4-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组成,水解不同位置的糖苷键从而形成葡萄糖。本文总结了纤维素酶近几年来的研究开发与应用研究进展,包含产酶菌和菌种选育、辅助蛋白,介绍了纤维素酶来源和组成、纤维素酶工业化生产的最新研究进展以及纤维素酶在生物质转化方面的应用,纤维素酶在1.5代、2代纤维素燃料乙醇及生物质制气中都有重要的应用。     

不同产纤维素酶菌种特定底物培养产酶活力比较

纤维素酶是由几种不同酶组成的复合酶系,由于酶催化反应底物的复杂性,从不同霉菌和不同底物发酵分离得到的纤维素酶组分和酶活力有着很大差别.本论文的主要目的主要是针对不同底物和不同霉菌进行产纤维素酶活力比较评价.实验选用CGMCC3.3002 和CICC13048 两种菌,使用液体发酵法在微晶纤维素和糠醛渣两种底物上进行产酶培养,在特定的时间测定其产的纤维素酶的纤维二糖酶活力、内切葡聚糖酶活力、外切葡聚糖酶活力以及滤纸酶活.产滤纸酶活比较高的菌株CGMCC3.3002,以糠醛渣为特定底物的滤纸酶活要高于微晶纤维素特定底物,且CGMCC3.3002 在微晶纤维素和糠醛渣底物的酶活力差异较大,该菌株可通过紫外诱变使其酶活力更高,有望用于糠醛渣生产燃料乙醇的过程中.     

粗糙脉孢菌丝氨酸/苏氨酸激酶家族基因敲除库纤维素酶表达分泌研究

【目的】蛋白磷酸化在丝状真菌细胞对外界纤维素酶诱导信号感应以及信号胞内的传导过程中有着重要的作用,而蛋白磷酸化是由蛋白激酶来完成的。为了挖掘在丝状真菌纤维素酶表达过程中发挥重要作用的激酶基因,对粗糙脉孢菌丝氨酸/苏氨酸家族的61株蛋白激酶单基因突变体的纤维素酶表达分泌情况进行了分析测定。【方法】在以微晶纤维素为唯一碳源的条件下,7株单基因突变体胞外分泌蛋白产量有显著变化,随后,对这7株突变体胞外蛋白进行了详细的SDS-PAGE分析和内切-β-1,4-葡聚糖酶酶活、β-葡萄糖苷酶酶活、外切纤维素酶酶活以及木聚糖酶酶活的测定。【结果】突变株W14、W38、W87和W40胞外分泌蛋白含量提高了30%以上,除了突变株W14外,其它突变体的内切-β-1,4-葡聚糖酶酶活分别显著提高了62%、42%和42%。而突变株W85、W26和W46胞外分泌蛋白含量降低了50%以上,相对应的内切-β-1,4-葡聚糖酶酶活也分别下降了86%、75%和84%。【结论】这些关于粗糙脉孢菌丝氨酸/苏氨酸家族蛋白激酶基因的挖掘,为进一步深入研究蛋白激酶在纤维素酶诱导表达调控中的分子机理奠定了基础。     

茶树新梢中纤维素酶活性及相关基因表达差异分析

为了解茶树新梢中纤维素酶的生理特征,对3个茶树(Camellia sinensis)品种新梢中纤维素酶活性的变化和相关基因的表达进行了研究。结果表明,3个茶树品种新梢中的纤维素酶活性差异显著,‘平阳特早’和‘凫早2号’随着叶片成熟度增加,内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶活性升高,‘舒茶早’则相反。β-葡萄糖苷酶活性在3个茶树品种都是在一芽三叶时期最低,且幼嫩部位的酶活性高于成熟部位,但其酶活性高于外切葡聚糖酶活性。半定量RT-PCR结果表明,5个纤维素酶相关基因在3个茶树品种新梢中均有表达,有2个β-葡萄糖苷酶同源基因的表达量差异显著。因此,纤维素酶可能在茶叶的品质形成中起作用。     

根霉TC1653产纤维素酶提纯及酶学性质研究

对根霉所产纤维素酶酶系进行了分析并研究了部分酶学性质。实验选择超滤和凝胶柱分离相结合的方式提纯纤维素酶,结果显示根霉TC1653纤维素酶系是一个完全酶系,具有一个较为明显的内切葡聚糖酶组分。β-葡萄糖苷酶组分的最适反应温度为70℃,温度高于70℃时,活性迅速下降,但在这种高温下具有最高反应活性的酶很少见,很可能又是一种新的β-葡萄糖苷酶。     

Comparative study of the activity of lignocellulolytic enzymes in captive and field colonies of Coptotermes formosanus

以台湾乳白蚁Coptotermes formosanus Shiraki的室内群体与野外群体为研究对象,测定工蚁体内4种糖基水解酶和滤纸酶活(FPA)的活力大小及分布.结果表明:内切-β-1,4-葡聚糖酶(EG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、外切-β-1,4-葡聚糖酶(CBH)、内切-β-1,4-木聚糖酶(Ex)及FPA的活性在不同组织中有较大差异.两类群体的BG、EX及CBH有相似分布,BG和EX分别高度集中于中肠和后肠,CBH主要在中肠及后肠分布.FPA和EG在两类群体中有不同分布,室内群体的主要在中肠,野外群体的则集中于后肠.两类群体各种酶活力大小顺序同为:EX＞EG≥BG＞CBH.此外,室内饲养群体的大小及年限对台湾乳白蚁木质纤维素酶活力无显著影响.     

大连医科大学基因工程研究所、＇机能实验室，大连116027 β-葡萄糖苷酶在工农医领域的应用

β-葡萄糖苷酶能够水解多种β-葡萄糖苷。它与其他纤维素酶共同作用,可以将自然界中含量丰富的纤维素水解成人类可以直接利用的能源物质——葡萄糖;β-葡萄糖苷酶在医学上也有重要的应用,它可用于一些肿瘤疾病的诊断和治疗。人缺乏β-葡萄糖苷酶,可以引起葡萄糖苷-N-脂酰鞘氨醇在巨噬细胞溶酶体内积累,引发戈谢病(Gaucherdisease)。