萎缩芽孢杆菌Rk1壳聚糖酶高效制备及特性表征

壳聚糖酶在壳寡糖酶法制备过程中发挥重要作用,高效制备壳聚糖酶为其产业化应用奠定基础。采用同源克隆获得萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)Rk1壳聚糖酶基因(bacsn46)。将密码子优化和分子伴侣蛋白共表达进行结合,实现萎缩芽孢杆菌壳聚糖酶(BaCsn46)高效表达。通过表征分析获得重组BaCsn46酶学特性。bacsn46基因全长825个碱基,编码274个氨基酸,其中前32个氨基酸为信号肽序列。在7 L发酵罐条件下,重组菌最高发酵酶活力和总蛋白质量浓度分别达到7 356 U/mL和5.95 g/L。重组BaCsn46最适反应温度和pH分别是60℃和6.0,金属离子Mg²⁺和Mn²⁺对重组BaCsn46具有激活作用,重组BaCsn46最小和最适水解底物分别是壳四糖和95%脱乙酰度胶体壳聚糖。此外重组BaCsn46能够高效水解不同浓度胶体壳聚糖,制备不同聚合度壳寡糖。     

壳聚糖酶的基因克隆表达及酶学性质研究

作者从NCBI数据库中挖掘到来源于Butyrivibrio sp. MC2013的壳聚糖酶基因,命名为BUT,该壳聚糖酶基因大小为903 bp,编码301个氨基酸。通过NCBI数据库和进化树比对发现,该壳聚糖酶（BUT）属糖苷水解酶46家族（后简称GH-46）,与其它壳聚糖酶相似度为59%,是一种新型的壳聚糖酶。序列经密码子优化后进行全基因序列合成,与表达载体pET21a（+）连接构建重组质粒pET-21a-BUT,转入大肠杆菌E. coli BL21（DE3）表达宿主,进行诱导表达。所得重组壳聚糖酶通过Ni-NTA亲和层析进行纯化,SDS-PAGE确定其蛋白分子量为35 kDa,DNS法测定其酶活为146.0 U/mg。对BUT酶的酶学性质进行探究,结果表明BUT酶最适温度和pH分别为45 ℃、8.0,在中性偏碱性条件下稳定性较强。Mn2+对其酶活力具有促进作用,SDS、Fe3+、Cu2+、Zn2+等的抑制作用极强。通过TLC对其水解产物分析发现,BUT水解壳聚糖的产物是壳二糖、壳三糖和壳四糖。     

枯草芽孢杆菌壳聚糖酶在毕赤酵母中的高效表达及其酶解特性

研究枯草芽孢杆菌壳聚糖酶基因（BsCsn46）在巴斯德毕赤酵母（Pichia pastoris）GS115中的高效表达、重组酶性质及其酶解特性。重组菌在5 L发酵罐高密度发酵后胞外酶活力高达50 370 U/mL,蛋白质量浓度15.7 mg/mL。粗酶经强阴离子交换层析纯化,纯酶比活力为4 065.7 U/mg,最适pH 6.0,最适温度55 ℃,在45 ℃以下保持稳定。该酶水解3 g/100 mL壳聚糖得到主产物为二糖、三糖和四糖的壳寡糖,水解率为92.8%,壳寡糖得率为90.9%。本研究的重组壳聚糖酶产酶水平和水解效率高,为工业化制备壳聚糖酶及大规模制备壳寡糖的应用提供了理论支持。     

灵杆菌胞外核酸酶在短短芽孢杆菌中的高效表达

利用短短芽孢杆菌（Brevibacillus choshinensis）原核表达系统对灵杆菌胞外核酸酶（Serratia marcescens non-specific nuclease,SMNE）进行重组表达,以期获得高产量重组SMNE。利用大肠杆菌-芽孢杆菌穿梭载体构建SMNE重组质粒,实现其在B. choshinensis HD31-SP3菌株中的表达。通过粗酶活检测验证其活性后,首先对温度、甘油和发酵时长等发酵条件进行优化,随后将获得的重组SMNE经亲和层析、凝胶阻滞层析分离纯化后进行酶活性质表征检测。经B. choshinensis HD31-SP3菌株重组表达的SMNE,初测胞外酶活为4.07×10⁶ U/L。经发酵条件的优化测试,最终在培养基中加入终体积分数5%甘油,于30 ℃下摇瓶培养56 h,获得的发酵上清胞外酶活可达2.6×10⁷ U/L,是未优化条件的6倍;经蛋白质纯化条件筛选,最终经一步亲和纯化后SMNE回收产量即达30~40 mg/dL,比活力为1.3×107 U/mg,为商业化对照的2~3倍。通过对该酶的酶学性质鉴定后发现：该酶最适反应条件为37~45 ℃,pH 8~9;在不存在Mg²⁺/Mn²⁺的情况下仍保持47%的活性,且在300 mmol/L Na+/K+条件下可保持35%~45%的活性。     

中村芽胞杆菌壳聚糖酶在大肠杆菌中重组表达及酶学性质

壳聚糖是一类来源丰富的大分子聚合物,在化工、食品、生物等多个领域都有广泛的应用价值,然而,只有降解成小分子的低聚糖才能更好地发挥其活性。随着酶法降解壳聚糖相较于其它方法的优势愈来愈明显,探索新型稳定高效的壳聚糖酶引起研究者的关注。参考GeneBank数据库中中村芽胞杆菌(Bacillus nakamurai)的壳聚糖酶氨基酸序列设计相应的编码基因,利用大肠杆菌原核表达系统表达和纯化重组蛋白。酶学性质研究结果显示:该酶在最适温度37 ℃,46 ℃处理30 min时仍有50%的相对酶活,最适pH值4.5。在pH 2.5条件下处理60 min时,仍可保持60%相对酶活。Ag+、Hg+完全抑制酶活性,Mn2+、Mg2+、Ca2+对酶活性有促进作用,K+、Na+、EDTA对酶活性无明显作用。本文首次研究来源于中村芽胞杆菌的壳聚糖酶的酶学性质,以拓展该酶库资源,为该酶后续研究和应用提供理论依据。     

球毛壳菌α-葡聚糖酶的异源表达、纯化及特性表征

利用毕赤酵母密码子偏好性优化合成球毛壳菌α-葡聚糖酶基因,并在毕赤酵母GS115中实现异源表达。通过高拷贝筛选和摇瓶发酵条件的单因素优化,重组α-葡聚糖酶的酶活力由初始的2.692 U/mL提高至47.915 U/mL。选择 Hitrap Q HP 和Hitrap SP HP 的双步层析分离将发酵粗酶液纯化至电泳纯,纯化倍数40.83,比活达277.61 U/mg,回收率为24.15%。纯酶最适温度和pH分别为60 ℃和5.5。在20~50 ℃和pH为4.5~8.5范围内稳定性良好,浓度为10 mmol/L的Fe²⁺对酶有激活作用,Cu²⁺浓度（0.1~10 mmol/L）越高对酶的抑制作用越强。酶动力学实验发现该重组酶对高相对分子质量的底物亲和力更高,葡聚糖T2000为该酶的最适底物。     

毕赤酵母表达解淀粉芽孢杆菌壳聚糖酶及其水解制备可控结构壳寡糖

优化并全合成解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）壳聚糖酶编码基因并在毕赤酵母（Pichia pastoris）中实现分泌表达,表达产物的蛋白质量浓度达到0.23 mg/mL。壳聚糖水解酶的最适pH值为5.0,最适温度为45 ℃,比活力达52.2 U/mL。该酶在50 ℃以下较稳定。利用该酶水解低脱乙酰度壳聚糖并对产物进行了组成及结构分析。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析结果显示,酶解产物中包含聚合度3～15、不同脱乙酰度的壳寡糖。核磁共振鉴定结果显示,壳寡糖组分的还原末端及非还原末端均主要由氨基葡萄糖组成。综上,本研究高效表达了来源于解淀粉芽孢杆菌的壳聚糖酶,并制备了确定末端结构的壳寡糖,为壳寡糖的结构与功能关系研究提供理论支持。     

柠檬明串珠菌KM20中D-乳酸脱氢酶的特性

目的：分析柠檬明串珠菌中D-乳酸脱氢酶（D-LDH）的酶学特性。方法：对柠檬明串珠菌KM20中D-乳酸脱氢酶基因进行克隆表达并构建表达质粒,转化至Escherichia coli BL21（DE3）中实现过表达。结果：经Ni-NTA柱亲和层析纯化后,D-LDH-1与D-LDH-2编码的蛋白分子质量分别为40.0,38.5 kDa;比活力分别为2.18,153.10 U/mg;在丙酮酸还原中两种酶的最适pH值与最适温度均为8.0与40 ℃;而乳酸氧化时D-LDH-2的最适pH值与最适温度分别为12.0与30 ℃。D-LDH-1与D-LDH-2对草酰乙酸、苯丙酮酸和2-酮戊二酸具有较强的催化能力,且Ca²⁺、Cu²⁺和Na⁺对其酶活性均具有促进作用,Zn²⁺与SDS对酶活性有极高的抑制作用。此外,两种酶对丙酮酸的K_m值分别为2.98,6.11 mmol/L,对丙酮酸的K_cat/K_m分别为6.04×10²,2.28×10⁴ L/（mol·s）,LDH-2对D-乳酸的K_cat/K_m为65.0 L/（mol·s）。结论：D-LDH-1与D-LDH-2为柠檬酸明串珠菌中催化D-乳酸合成的关键酶。     

ARTP诱变对Bacillus Cereus产壳聚糖酶酶学性质的影响

壳寡糖由壳聚糖酶水解壳聚糖而成,普遍应用于工业、农业、食品、医学等多个领域.但壳聚糖酶酶活普遍不高,因此,以前期研究获得的一株产壳聚糖酶的蜡样芽孢杆菌为材料,运用常压室温等离子体(Atmospheric Room Temperature Plasma,ARTP)诱变技术进行处理,诱变后壳聚糖酶较原始壳聚糖酶酶活更高,具...     

1 株产壳聚糖酶细菌的分离、鉴定和发酵条件优化

从烟台海岸带沙质土壤中分离筛选壳聚糖酶产生菌株,对其进行分类鉴定,优化其发酵条件,为酶法生产壳寡糖提供技术依据。通过透明圈法初步判断产酶能力,液体发酵复筛测定酶活力,筛选到酶活力达36.20 U/mL的菌株amyP216。通过菌体形态、菌落特征、生理生化及16S rDNA序列分析鉴定菌株amyP216为莫哈韦芽孢杆菌（Bacillus mojavensis）。通过单因素和正交试验确定最佳发酵条件为：胶体壳聚糖添加量20 g/L、酵母浸粉添加量12.5 g/L、吐温-80添加量1.0 g/L、初始发酵pH 6.0、发酵温度30 ℃。在最优条件下利用5 L自控发酵罐培养45 h壳聚糖酶活力可达到80.60 U/mL,较优化前（36.20 U/mL）提高了1.2 倍。莫哈韦芽孢杆菌amyP216是一株壳聚糖酶活力较高的生产菌株,具有潜在的研究和应用价值。     

布氏乳杆菌细菌素BSX01对金黄色葡萄球菌及其生物被膜形成的影响

为评估布氏乳杆菌所产细菌素在食品工业中的应用潜力，通过培养布氏乳杆菌获得具有抑制金黄色葡萄球菌的抑菌活性物质，经纯化后鉴定其相对分子质量大小与抑菌特性，并对抑制金黄色葡萄球菌生物被膜的形成进行探讨。结果发现，布氏乳杆菌在37 ℃ MRS培养基中培养至20 h后进入稳定期，在26 h时对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径达峰值，为（26.36±0.86） mm。 通过АKTA pure系统串联Superdex 30 Increase纯化后，鉴定得到抑菌活性物质（BSX01）的相对分子质量为773.56，对多种蛋白酶敏感，推测为Ⅰ类细菌素。在pH 10(2 h)和121 ℃(30 min)处理后，BSX01仍具有较好的抑菌活性，最小抑菌质量浓度（MIC）仅为12.50 μg/mL。此外，BSX01在1/2 MIC时可有效降低金黄色葡萄球菌生物被膜的形成，在2 MIC时能够完全抑制生物被膜的形成。基于上述结果，布氏乳杆菌产生的细菌素BSX01是食品工业中的潜在生物防腐剂和抑制食源性致病菌生物被膜形成的有效候选品。     

枯草芽孢杆菌产D-阿洛酮糖3-差向异构酶的发酵优化

D--阿洛酮糖是D--果糖在C-3位的差向异构体,由于较低的热量和与蔗糖相似的甜度,D-阿洛酮糖成为一个具有发展前景的功能性甜味剂。D--阿洛酮糖 3-差向异构酶（D--psicose 3-epimerase,EC 5.1.3.30,DPEase）能够催化D--果糖生产D--阿洛酮糖,这种生物酶法制备的功能性甜味剂D--阿洛酮糖由于简单的纯化步骤和高产物浓度等优点受到关注。该研究对1株前期构建的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 1A751/pUB-P43dpe-dal产DPEase进行了3 L发酵罐水平培养,通过优化溶解氧（DO）、pH、温度、初始碳源质量浓度确定最适发酵条件为：DO为30%、pH 6.0、温度37 ℃、初始葡萄糖质量浓度15 g/L,最高发酵酶活达78.3 U/mL。在此基础上进行补料发酵优化,得到最适补料条件为：在发酵5 h进行补料,碳源补料速率8.0 g/（L·h）,在此条件下,发酵9 h全细胞酶活高达123.0 U/mL。此发酵策略为扩大工业化生产提供了参考。     

链霉菌SG17代谢产物对玉米黄曲霉的抑制作用及其稳定性分析

黄曲霉是玉米贮存过程中主要的污染之一,直接影响食品以及饲料的品质和安全.利用微生物及其代谢产物进行生物防治具有广泛的应用价值.作者以前期筛选获得的SG17菌株为材料,通过形态学观察、生理生化检测及16S rRNA序列分析,初步确定为链霉菌;平板对峙实验显示该菌株能够显著抑制黄曲霉等多种病原真菌的生长,具有一定的广谱性;...     

三孢布拉霉遗传转化体系的构建及应用

为解决三孢布拉霉转化过程中原生质体转化率低、孢子细胞壁厚难以导入外源载体等问题,本研究中构建了根癌农杆菌侵染原生质体的转化体系,同时克隆了与非同源末端连接修复途径相关的ku80基因,并将该转化体系应用于ku80的敲除中。将ku80基因敲除框插入双元载体pDHt-sk上构建了重组敲除载体pDH-85H3,通过化学转化法将敲除载体pDH-85H3导入根癌农杆菌LBA4404,并基于农杆菌介导法转化三孢布拉霉原生质体。结果表明,经潮霉素筛选和PCR鉴定,得到的20株转化子中,有18株的基因组插入了敲除框,转化率达90%。经鉴定有2株转化子发生了同源重组,敲除率为10%。该结论表明了根癌农杆菌介导三孢布拉霉原生质体转化技术的可行性。     

农杆菌介导转化黑曲霉条件优化及脂肪酶表达

优化了农杆菌介导转化黑曲霉的方法,优化条件包括共培养材料、农杆菌种类、诱导剂浓度、共培养时间、共培养温度以及共培养时农杆菌的菌体浓度。结果表明,农杆菌介导转化黑曲霉的最适条件为107个/mL不萌发的新鲜孢子与OD_(600)培养至0.9～1.0的农杆菌以1∶1的比例混合后,在乙酰丁香酮浓度为200μmol/L的IM平板上,23℃避光培养48 h后进行转膜,转化子个数可达到(60±5)个转化子/10~6个孢子,且阳性率达到90%以上。并且构建了同源黑曲霉脂肪酶的组成型和诱导型启动子表达载体,通过优化后的农杆菌介导转化方法转化至黑曲霉中,利用罗丹明橄榄油平板对产酶转化子进行筛选鉴定,并获得了阳性克隆。     

大肠杆菌四氢嘧啶合成途径的构建与优化

为了构建重组工程菌株发酵合成四氢嘧啶,解决野生型菌株对高盐环境的依赖,作者克隆了来自伸长盐单胞菌(Halomonas elongata ATCC 33173)的四氢嘧啶合成相关基因簇ectABC并在大肠杆菌(Escherichia coli,E. coli)中重构了四氢嘧啶的合成途径。通过宿主比较发现,与E. coli W3110、E. coli DH5α和高产天冬氨酸的大肠杆菌(命名为E. coli(asp))相比,E. coli BL21(DE3)更适用于四氢嘧啶的合成(185.23 mg/L)。进一步分析了不同拷贝数的表达系统对四氢嘧啶合成的影响,发现高拷贝的pRSFDuet-1为载体时产四氢嘧啶量最高,达267.3mg/L。在此基础上,采用核糖体结合位点(RBS)优化策略,对四氢嘧啶合成途径3个酶EctA、EctB与EctC进行了组合优化表达,四氢嘧啶产量提高至521.24 mg/L。为强化前体天冬氨酸和天冬氨酸β-半醛的供给,对天冬氨酸激酶、天冬氨酸半醛脱氢酶、磷酸烯醇丙酮酸羧化酶、天冬氨酸转氨酶和天冬氨酸裂解酶进行了过量表达。研究表明,单独强化天冬氨酸激酶的表达更有利于四氢嘧啶的合成(551.24 mg/L),为构建高产四氢嘧啶的工程菌种提供了新的策略。     

16S与gyrB基因联合建树快速鉴定一株蜡样芽孢杆菌

开发一种可用于保守序列相似度较高的菌群快速鉴定的方法,并用其鉴定一株从土壤采集的芽孢杆菌。从厦门市同安国家农业科技园区施用动物肥的种植区采集土壤,稀释涂布平板,分离纯化菌株后,扩增16S与gyrB基因序列并测序,在Genbank选择序列相似的ATCC菌株进行比对,将16S序列与gyrB序列线性拼接后,利用Paup* 4.0构建进化树,通过生理生化实验对鉴定结果进行验证。在16S序列与gyrB基因序列单独建树均无法鉴定到种的情况下,通过16S与gyrB碱基线性拼接序列联合建树,将土壤中分离得到的芽孢杆菌HX2016002鉴定为蜡样芽孢杆菌,该方法所构建的进化树自展值高,鉴定结果与生理生化实验一致。对Genbank中已知的蜡样芽孢杆菌序列建树分析表明,该方法在蜡样芽孢杆菌中具有普适性。利用16S与gyrB基因拼接序列联合建树,在保守序列相似度高的属内菌种鉴定中具有进一步研究的价值。     

利用CRISPR-Cas9和Cre/loxP系统删除34个非必需基因构建L-苏氨酸生产菌

L-苏氨酸是一种被广泛应用于食品、饲料及医药等领域的必需氨基酸。大肠杆菌以葡萄糖为碳源合成L-苏氨酸的过程中,一些非必需基因的转录和翻译会消耗碳源。利用CRISPR-Cas9和位点特异性重组系统Cre/loxP,敲除了大肠杆菌MG1655基因组中puuE和ynaI区间的34个非必需基因（共30.372 kb）,获得了突变菌MG003,然后通过高表达L-苏氨酸合成途径中关键基因thrA*、thrB和thrC以及L-苏氨酸转运酶编码基因rhtA和rhtC提高L-苏氨酸产量。与对照菌MG1655/pFW01-thrA*BC相比,MG003/pFW01-thrA*BC生长加快,L-苏氨酸产量提高25.5%;MG003/pFW01-thrA*BC-rhtA的L-苏氨酸产量提高了43.3%;MG003/pFW01-thrA*BC-rhtC的L-苏氨酸产量提高了74.5%。研究结果表明,大肠杆菌基因组中34个非必需基因的删除有利于其提高L-苏氨酸合成能力。     

大肠杆菌生物膜关键组分缺失对细胞性能的影响

大肠杆菌胞外存在复杂且种类繁多的生物膜组分，这些生物膜组分不仅在合成和组装过程中耗费大量的能源和底物，且某些组分还存在巨大的致病风险。为减少这些不利影响，作者采用Crisp-Cas9基因编辑技术，从基因水平分别去除大肠杆菌MG1655中非必需生物膜组分，构建了一系列非必需生物膜组分缺失突变菌株。对突变株的细胞特性进行考察，筛选具有优异特性的突变菌株。结果显示，敲除鞭毛fliE-R、fliY-T、flhE-D 、4型荚膜、唾液酸和聚- β-1,6-葡萄糖胺基因簇能促进菌株在M9培养基中的生长；敲除鞭毛基因簇flgN-L和胞外多糖类组分有利于PHB合成；敲除胞外多糖类组分基因簇或鞭毛的4个基因簇，能增强菌株膜通透性；去除大肠杆菌核心多糖能重塑代谢调控，促进克拉酸的生产。     

云南不同品种大叶种茶树生化成分季节变化特征分析

探讨品种及季节对云南大叶种茶树生化成分的影响,为茶树种植品种及茶叶加工采摘季节的选择提供一定理论依据.采用云南大叶种云抗10号、云抗14号、雪芽100号、佛香2号和紫娟共5个品种为供试材料,在春、夏和秋三季,分别取其新梢的一芽二叶进行蒸青固样,分析不同季节5个茶树品种主要生化成分(水分、水浸出物、茶多酚、儿茶素组分、氨...