Paenibacillus sp.K1 α-半乳糖苷酶酶学性质

利用CODEHOP PCR和Anchor-ligated PCR方法从类芽孢杆菌Paenibacillus sp.K1中克隆得到一个α-半乳糖苷酶基因aga P1,大小为2 190 bp,同源性分析显示,该基因与其他α-半乳糖苷酶基因的序列相似低,是一个新的α-半乳糖苷酶基因。将aga P1在大肠杆菌Origami B(DE3)中表达并纯化获得Aga P1,酶学性质分析显示:以p NPG为底物时,Aga P1最适反应温度为40℃,最适p H 6.5~10,Km值为0.75 mmol/L,最大反应速率Vmax为1.96μmol·min-1·mg-1。同时Fe2+、Mg2+、Ca2+、K+和甘油能使α-半乳糖苷酶酶活提高1~3倍,而Cu2+、Zn2+、Fe3+和还原型谷胱甘肽则抑制该酶的活性。SDS-PAGE检测Aga P1蛋白大小约为80 ku,与理论预测值基本一致;Native-PAGE分析表明正常条件下Aga P1蛋白以二聚体或六聚体形式存在。以上结果显示,Paenibacillus sp.K1产生的α-半乳糖苷酶为一个新的低温α-半乳糖苷酶。     

新型α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶RuAra1的表达与鉴定

随着能源问题的日益突出,半纤维素资源的利用逐渐受到人们的重视.α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(α-Larabinofuranosidase,EC 3.2.1.55)属于半纤维素酶系,能水解以α-1,3、α-1,2或α-1,5键连在木聚糖主链上的阿拉伯糖单体或低聚阿拉伯糖侧支.本实验室将克隆得到的α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶基因RuAral在大肠杆菌中重组表达,得到的重组阿拉伯呋喃糖苷酶RuAral能够水解4-硝基酚-α-L-阿拉伯糖苷(4-Nitrophenyl-α-Larabinofuranoside,pNPA)、4-硝基酚-β-D-吡喃木糖苷(4-Nitrophenyl-β-D-xylopyranoside,pNPX)以及从小麦阿拉伯木聚糖中水解释放阿拉伯单糖.以pNPX为底物时,该酶的最适反应pH为6.0,最适反应温度为50℃.RuAral与瘤胃真菌(Neocallimastix patriciarum)内切木聚糖酶XynCIDBFV、瘤胃细菌木糖苷酶RuXynl的组合使用可以实现对小麦阿拉伯木聚糖的协同降解,且降解效率优于德国AB酶制剂公司的商品酶ROHALASE WP.     

温泉来源地芽孢杆菌耐热α-淀粉酶基因的克隆表达及酶学性质研究

以Geobacillus sp.WQJ-1基因组DNA为模板,利用PCR扩增获得成熟α-淀粉酶基因amy WQJ,构建重组质粒p ET-28a(+)-amy WQJ,转化大肠杆菌BL21(DE3)诱导表达.用镍柱亲和层析对粗酶液进行分离纯化,获得相对分子质量约为59 ku的重组酶r Amy WQJ.研究表明,该酶最适pH值为6.0,具有较好pH稳定性,最适温度为70℃;Ca~(2+)能提高该酶的热稳定性;Hg~(2+)、EDTA、SDS、Cr3+、Mn~(2+)、Cu~(2+)和Pb~(2+)对该酶活力具有不同程度的抑制作用,而Co~(2+)、Na+和β-Mercaptoethanol则具有促进作用.以可溶性淀粉为底物,该酶动力学参数Km为6.62 mg·m L-1,vmax为2 197.80μmol·(mg·min)-1;降解最适作用底物木薯淀粉的终产物为寡聚糖.     

产普鲁兰酶克雷伯氏菌的分离鉴定及酶学性质研究

利用曲里苯蓝法从淀粉加工厂废水氧化池酸性污泥样品中筛选普鲁兰酶产生菌,对筛选到的GXAS-38菌株进行形态观察、生理生化特征分析、16SrDNA序列系统发育分析和普鲁兰酶酶学性质研究,并用PCR方法克隆GXAS-38菌株的普鲁兰酶基因。结果表明,GXAS-38菌株属于肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae),其产普鲁兰酶的最适反应温度为60℃,在温度35～50℃时酶活较稳定;最适反应pH值5.5,在pH值5.0～7.5时酶活较稳定。Ca2+、Na+和Li+对GXAS-38菌株的普鲁兰酶活性有激活作用;Cu2+、Zn2+、Co2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+和Ba2+对GXAS-38菌株的普鲁兰酶活性有抑制作用;螯合剂EDTA能够强烈地抑制GXAS-38菌株的普鲁兰酶活性,GXAS-38菌株的普鲁兰酶反应需要金属离子参与。GXAS-38菌株完整的普鲁兰酶编码基因全长3291bp,编码1096个氨基酸。     

α-琼胶酶OUC-GaJJ96的异源表达及酶学性质

琼胶酶在功能性琼胶寡糖的酶法制备中发挥着重要作用,目前有关α-琼胶酶的研究较少。克隆表达了来自溶藻性吉尔维菌(Gilvimarinus agarilyticus)的α-琼胶酶,命名为OUC-GaJJ96,并对其酶学性质及水解产物进行研究。该酶属于糖苷水解酶96家族,基因全长为3759bp,编码1252个氨基酸,N端含有26个氨基酸编码的信号肽,蛋白分子质量约为180kDa。酶学性质研究显示:OUC-GaJJ96最适反应温度和最适反应pH值分别为30℃和7.0(Tris-HCl缓冲液),比酶活力为2.68U/mg。通过高效液相色谱和电喷雾离子源质谱对OUC-GaJJ96的水解产物进行分析,结果表明:该酶水解产物是琼二糖、琼四糖和琼六糖,其中琼四糖是主要产物,OUC-GaJJ96可用于制备具有生物活性的琼胶寡糖。     

碱性纤维素酶产生菌株的筛选及其酶学性质研究

【目的】从堆肥中筛选和鉴定产碱性纤维素酶的菌株,对菌株及其酶学特性进行研究。【方法】以刚果红平板染色法进行初筛,摇瓶发酵复筛,分离到高酶活菌株C73。通过形态观察和16SrRNA序列分析对菌株进行鉴定。采用DNS定糖法测定发酵液酶活最适pH值、pH值稳定性、最适温度、热稳定性及常见金属离子、SDS、EDTA等对酶活的影响。【结果】该菌株形态呈杆状,革兰氏阳性,不产芽孢,适宜在pH值8.0~11.0、30~37℃条件下生长。16SrRNA序列比对发现,该菌株与琼斯氏菌(Jonesiasp.)PC1序列相似度大于99%,初步鉴定为琼斯氏菌属菌株。在发酵培养基中,菌体浓度和CMCase活力分别在40h和50h达到最大值,随着发酵时间的延长发酵液pH值稳定在9.5左右。粗酶液的最适作用pH值为10.0,此时CMCase活力达2.3U/mL。在pH值8.0~11.0的范围内保持60%以上的酶活;最适作用温度为60℃,且在30~80℃的范围内保持60%以上的酶活。金属离子Mn2+、Co2+和(NH4)2SO4对酶活力有较强的抑制作用。【结论】菌株C73呈现较高的碱性CMCase酶活、较高的热稳定性和pH值稳定性,具有良好的工业应用前景。     

酿酒酵母蔗糖酶基因的克隆、异源表达及重组酶学性质研究

以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到蔗糖酶基因(suc2),并将其克隆到表达载体pSE380中,将得到的重组质粒pSE-suc2转化进E.coli BL21中,利用镍金属螯合层析方法分析测定其酶学性质。重组菌株的SDS-PAGE结果显示重组蔗糖酶基因(suc 2)有60kDa目的蛋白出现,纯化的SDS-PAGE分析得到均一的蛋白条带;重组蔗糖酶的Km值为47.73mmol/L,最大反应速率为79.59mg还原糖mg-1蛋白min-1,最适温度为42℃,最适pH值为5.5,Zn2 、Cu2 对重组蔗糖酶酶活有较强的抑制作用,Ba2 、Mg2 、Mn2 对重组蔗糖酶酶活稍有激活作用。     

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。     

新型Ⅰ型普鲁兰酶基因的克隆表达及酶学性质

【目的】筛选并克隆表达高酶活且具有一定热稳定性的新型普鲁兰酶。【方法】克隆Tumebacillus flagellatus GST4的普鲁兰酶基因pulB,构建重组质粒后转化宿主菌大肠杆菌进行诱导表达,再运用亲和层析进行纯化并分析其酶学性质和结构。【结果】pulB在大肠杆菌中实现可溶性表达,发酵液上清酶活力达到78U/mL,粗酶液经纯化后比活力为258U/mg。重组酶PulB最适反应温度和pH值分别为55℃和5.0,在较窄的酸性范围内(pH值4.5~5.5)酶活力比较稳定;对普鲁兰糖的Km=(16.28±0.03)mg/mL,Vmax=(22.05±0.02)μmol·min-1·mg-1。PulB的DNA序列与GenBank数据库里的任何序列都没有同源性,在蛋白质序列上,由基因pulB编码的氨基酸序列与T.aegyptius的环麦芽糖糊精酶相似性最高,BlastX比对的Identities为54%,Positives为69%,SMART结构预测分析发现,pulB具有淀粉酶的结构域。底物特异性分析表明,它可水解普鲁兰糖和支链淀粉生成线性的低聚糖或麦芽三糖。【结论】重组酶PulB是尚未报道的新型普鲁兰酶,它可水解普鲁兰糖和支链淀粉,属Ⅰ型普鲁兰酶。     

高温解烃菌NG80-2黄素还原酶基因的克隆、表达及其酶学性质研究

对1株高温解烃菌NG80-2黄素还原酶基因,nfr进行了克隆,并在E.coli BL21中实现高效表达.对纯化的Nfr酶学性质进行研究,发现Nfr可以利用NADH、NADPH、FMN、FAD分别作为供氢体和氢受体,其中NADPH和FMN为最适底物.Nfr的最适反应温度为60～70℃,最适反应pH为5.0.在耐受性试验中,此酶在65℃高温中保温30 min后可保持47.3%的相对酶活.在受试的金属离子中,Fe2+对酶活性的抑制作用最大.     

HPLC同时测定鸭跖草提取物中咖啡酸、槲皮素-3-O-α-L-鼠李糖苷和异荭草素的含量

采用高效液相色谱法同时测定鸭跖草提取物中咖啡酸、槲皮素-3-O-α-L-鼠李糖苷和异荭草素的含量。色谱条件为:色谱柱为Phenomenex C18(250 mm×4.6 mm,5μm)柱,以甲醇(A)-体积分数0.1%甲酸水(B)梯度洗脱:0~17 min,22%A~42%A;17~28 min,42%A~56%A;28~40 min,56%A~90%A,检测波长为350 nm,流速为1 m L/min,柱温为35℃。咖啡酸、槲皮素-3-O-α-L-鼠李糖苷和异荭草素分别在2.16~86.4 mg/L、6.445~257.8 mg/L和3.293~131.7 mg/L范围内线性关系良好,平均回收率分别为98.36%,99.42%和98.00%。该方法准确、可靠、重复性好,可用于鸭跖草提取物的质量评价与控制。     

Clostridium butyricum蔗糖磷酸化酶的酶学性质及其功能研究

本研究克隆表达丁酸梭菌Clostridium butyricum DSM10702菌株的蔗糖磷酸化酶基因,并探究重组酶的酶学性质和转糖苷功能。从丁酸梭菌C.butyricum DSM10702菌株中克隆蔗糖磷酸化酶基因cbsp,构建重组表达质粒pQE30-cbsp并在大肠杆菌Escherichia coli XL1-blue中诱导表达;将重组蛋白经镍柱纯化后,进行酶学性质和转糖苷功能研究。实验结果表明,以蔗糖为底物,重组酶Cbsp的最适温度为45℃、最适pH为7.0、V_max和K_m分别为(957±23.29)μmol·mg^-1·min^-1和(62.4±4.749) mmol·L^-1。当以葡萄糖-1-磷酸(G-1-P)为糖基供体时,重组酶Cbsp对于多数单糖、糖醇类、(-)-儿茶素、己基-β-D-吡喃葡萄糖苷和L-抗坏血酸表现出转糖苷活性。以上研究结果可丰富蔗糖磷酸化酶相关数据库,为其应用研究提供参考。     

白毒鹅膏菌胞外漆酶的部分酶学性质研究

从威海市玛珈山上获得白毒鹅膏菌,在对其产酶条件研究的基础上,研究了pH值、温度、无机离子对白毒鹅膏菌漆酶活性和稳定性的影响,测定了漆酶的Km值。结果表明：Ba^2＋、Cu^2＋、、SO4^2-离子对漆酶有激活作用,而Ag^2＋、Cl^-、Fe^3＋离子则有抑制作用,该酶最适pH为4.6,在pH 5.0-5.4表现出较强的稳定性;最适反应温度为20℃,低于60℃时有较好的热稳定性;以邻联甲苯胺为底物的表观Km值为66.7μmol/L。     

海洋来源褐藻胶裂解酶分离纯化及酶学性质研究

以假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.zb7-4)发酵制备褐藻胶裂解酶粗酶液,采用弱阴离子DEAE交换层析分离褐藻胶裂解酶,分析纯化褐藻胶裂解酶Alg L的酶学特性.结果表明:Alg L的表观分子质量约为32 ku,比活力为(208.26±5.87)U·mg-1;其最适反应pH为7.0,在pH为6.0~10.0范围内稳定性较好,保温1 h仍能保持80%以上的相对酶活力;最适反应温度50℃,在40℃保温30 min,其残余酶活力高于80%;Cu2+、Cr3+、Co2+、Ba2+、Sr2+、Hg2+对该酶具有不同程度的抑制作用,Hg2+抑制作用最为明显;该酶具有较好的盐耐受性,在3 mol·L-1Na Cl反应体系中保温2 h,仍残余66%酶活力.动力学参数Km、Vmax、Kcat测定表明,该酶对聚古罗糖醛酸钠(PG)亲和力较高,为偏好聚甘露糖醛酸钠(PM)裂解作用的双功能酶.     

核酸酶P1的纯化和酶学性质研究

桔青霉发酵液通过硫酸铵分级沉淀、凝胶层析和离子交换纤维素层析等生化分离步骤，得到的核酸酶P1比活力为711U/mg，纯化倍数1500。纯化的酶蛋白纯品经SDS－聚丙烯酰胺电泳，呈现一条单带。该酶催化反应的最适pH范围为6－8，最适温度在70℃，在60℃以下时酶活较为稳定，锌离子对此酶有明显的激活作用，而铜离子具有明显的抑制作用。     

极端嗜热菌Thermosipho melanesiensis普鲁兰酶基因的异源表达与酶学性质分析

选择来源于极端嗜热菌Thermosipho melanesiensis(DSM12029)的普鲁兰酶基因,以购自德国菌种保藏中心的基因组为模板,扩增出普鲁兰酶基因TM-pulA;利用酶切酶连构建了重组质粒pET21a-TM-pulA;转入大肠杆菌Rosetta(DE3)菌株中诱导表达并经纯化后,进行了水解产物分析和酶学性质测定.结果显示:TM-pulA为Ⅰ型普鲁兰酶,最适pH为5.8;最适温度是80℃;70℃下半衰期为4.75 h;Mn~(2+)、Co~(2+)、AL~(3+)、Fe~(3+)、SDS及EDTA对其酶活有不同程度的抑制作用;该酶的K_m、V_(max)、K_(cat)及K_(cat)/Km值分别为4.68 g·L~(-1)、0.0085 mmol·L~(-1)·s~(-1)、71.18 s~(-1)、15.21 L·g~(-1)·s~(-1).     

酯酶基因Est2的异源表达及酶学性质研究

对来自α/β水解酶超家族的酯酶基因Est2进行了克隆、异源表达及纯化,然后对其酶学性质进行了研究.研究结果显示:酯酶Est2的最适底物为对硝基苯乙酸酯(p-NPC2),最适反应温度为50℃,最适pH为8.0;Est2具有较好的pH稳定性,在pH 5.0～10.0范围内,其相对酶活性保持在50％以上;在40℃条件下具有最...     

硫酸盐还原菌氢化酶的分离纯化及酶学性质研究

硫酸盐还原菌氢化酶上清液经硫酸铵沉淀、透析、DEAE 52阴离子交换层析和Sephadex G-150凝胶过滤层析纯化出氢化酶,纯化倍数为34.7,酶回收率为34.1%.对纯化酶性质进行研究,结果表明:该酶是由分子量为46KD和34KD的两个亚基构成的总分子量为80KD的αβ异二聚体;酶催化最适温度和pH值范围分别为45℃和6.5～8.5,在34~55℃和pH=6～9.2范围内具有较稳定的催化放氢活力;光谱扫描分析和激活剂及抑制剂测定表明该酶属含铁硫中心的唯铁氢化酶.     

玉米半胱氨酸蛋白酶的原核表达及酶学性质表征

以玉米基因组DNA为模板扩增获得玉米半胱氨酸蛋白酶基因(zmCP1),先将其克隆至pET-28a(+)原核表达载体中,再转化至大肠杆菌BL21(DE3)中.对重组酶进行诱导表达后经聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和蛋白免疫印迹(Western blotting)鉴定,经Ni柱纯化后其质量分数大于95%.利用二肽荧光底物(R-AMC)和四肽荧光底物(LAFR-AMC)进行酶反应动力学实验,证明该酶对小底物R-AMC具有更好的亲和力和催化活性.重组酶的酶学性质研究表明,该酶最适温度为55℃,最适pH值为6.0,在90℃下的半衰期为39.82min.     

菊粉内切酶在毕赤酵母中的表达及酶学性质测定

为了实现菊粉内切酶在毕赤酵母(Pichia pastoris)中的高活性表达并对表达的菊粉内切酶酶学性质、水解菊粉的产物进行分析。通过下载无花果曲霉菊粉内切酶基因的编码序列,做了密码子优化后进行全基因合成,然后在毕赤酵母GS115中表达。对表达的菊粉内切酶的酶活、最适反应温度、最适pH值、热稳定性进行了分析,最后对酶水解菊粉的产物进行了高效液相色谱(HPLC)分析。摇瓶表达的酶活力为420 U/mL,酶的最适反应温度为55℃,最适反应pH为6.0。HPLC分析表明:表达的菊粉内切酶酶解底物菊粉的主要产物为低聚果糖,聚合度为3～5之间。构建的工程酵母可以高效表达菊粉内切酶,可以用于生产低聚果糖。