角蛋白酶生产菌株的筛选鉴定及酶学性质研究

以羽毛粉为唯一碳氮源,从家禽厂土壤中筛选获得一株角蛋白酶产生菌,复筛角蛋白酶活力达46.89 U·mL-1.经形态特征和16S rRNA鉴定,该菌株被命名为Bacillus subtilis KS12.研究pH、温度、离子、表面活性剂、氧化剂和有机溶剂对B.subtilis KS12产角蛋白酶活性的影响.结果 表明:该菌株产角蛋白酶最适反应pH7.5,最适温度37℃,在pH 8.0～9.0范围内稳定性高,处理1h相对酶活力仍达95.7％～97.2％,60℃和80℃保温1h相对酶活力分别为61.4％和59.5％;5mmol·L-1 Ca2+和Mg2+对酶活性有促进作用,其中Mg2+尤为明显,相对酶活力达159％,Cu2+(5 mmol·L-1)抑制角蛋白酶活性,相对酶活力仅有3.7％;5％的吐温80可以提高角蛋白酶活性,相对酶活力为140.4％;有机溶剂异丙醇、甲醛、甲醇、乙醇、异戊醇和二甲苯抑制角蛋白酶活性.     

Paraconiothyrium variabile GHJ-4产漆酶发酵培养基优化及酶学性质研究

为了提高木质素降解子囊菌Paraconiothyrium variabile GHJ-4产漆酶的能力,采用响应面分析法优化其产酶培养基。最优的发酵培养基组成为:麸皮30 g·L~(-1),可溶性淀粉58.08 g·L~(-1),牛肉浸膏3.39 g·L~(-1),NaNO_3 1 g·L~(-1),KH_2PO_4 3 g·L~(-1),CuSO_4 0.554 g·L~(-1)。采用该优化培养基,GHJ-4菌株的漆酶酶活达到410.04 U·m L~(-1),比优化前提高9.5倍。以愈创木酚为底物,该菌株纯化漆酶的最适反应温度为50°C,最适反应pH为5.0,米氏常数Km为62.07μmol·L~(-1),最大反应速度Vmax为68.97 mmol·(L·min)-1;该漆酶在55°C以下、pH3.5~6.5的范围内较为稳定,Cu~(2+)、Mg~(2+)、Zn~(2+)对漆酶酶活有明显促进作用,而Hg~(2+)、Fe3+、Ag+对漆酶酶活有显著抑制作用。结果表明,Paraconiothyrium variabile GHJ-4是一株高效的漆酶产生菌株,具有潜在的工业化应用前景。     

美国白蛾几丁质脱乙酰酶的克隆、表达及酶学性质

【目的】研究美国白蛾(Hyphantria cunea)几丁质脱乙酰酶(chitin deacetylase,CDA)基因的酶学性质,了解其在昆虫生命过程中如何发挥功能,为美国白蛾的生物防治提供新靶标。【方法】对家蚕(Bombyxmori)、棉铃虫(Helicoverpa armigera)和云杉卷夜蛾(Choristoneura fumiferana)3种鳞翅目昆虫的几丁质脱乙酰酶2序列保守域进行分析,采用同源比对方法,设计几丁质脱乙酰酶2基因特异引物,利用PCR扩增该基因全长c DNA序列;构建原核重组表达载体p ET30a-Hc CDA2,克隆获得编码美国白蛾Hc CDA2的基因,IPTG诱导蛋白表达,SDS-PAGE电泳检测;构建重组杆状病毒表达载体p Fast Bac-Hc CDA1和p Fast Bac-Hc CDA2,脂质体转染法转染昆虫细胞Hi5,分别获得P1、P2、P3病毒,收集P3病毒上清,得到美国白蛾Hc CDA1(前期研究所得)和Hc CDA2重组蛋白,Western blot分析;重组蛋白Hc CDA1和Hc CDA2经硫酸铵粗纯化后,以对硝基乙酰苯胺为底物,测定重组几丁质脱乙酰酶Hc CDA12的酶活力,对其最适反应温度、最适p H以及金属离子的影响等酶学性质进行研究。【结果】获得了编码美国白蛾几丁质脱乙酰酶2基因全长c DNA序列,命名为Hc CDA2(Gen Bank登录号:KT781841),基因全长1.6 kb,该基因在大肠杆菌中成功表达61 kD目的蛋白,免疫家兔获得Hc CDA2蛋白的特异性多克隆抗体。Western blot分析结果表明,Hc CDA1和Hc CDA2在昆虫细胞(Hi5)中均成功表达约80 k D蛋白。酶学性质研究表明,昆虫细胞中分泌表达的Hc CDA1和Hc CDA2均具有催化活性,两种酶的最适反应温度均为50℃,当温度达到80℃时,Hc CDA2几乎失去酶活力;Hc CDA1酶促反应适宜的p H范围为7.0—9.0,并且Hc CDA1和Hc CDA2酶促反应的最适p H均为8.0;在最适反应条件下,Hc CDA2蛋白酶活力均高于Hc CDA1蛋白酶活力;Mg~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)和Ca~(2+)对Hc CDA1和Hc CDA2酶促反应整体呈抑制趋势,随浓度增大,Zn~(2)+对Hc CDA1抑制作用逐渐增强,而Mg~(2+)对Hc CDA1的抑制作用则呈现先升高后降低的趋势,而且Mg~(2+)和Ca~(2+)对Hc CDA2的抑制作用也是呈现先升高后降低的趋势。Co~(2+)和Fe~(2+)对Hc CDA1和Hc CDA2酶促反应有激活作用,随浓度增大,Fe~(2+)激活作用越强,而Co~(2+)激活作用则呈现先升高后降低的趋势。【结论】克隆了编码美国白蛾几丁质脱乙酰酶2基因(Hc CDA2),在原核细胞中表达61 k D目的蛋白,免疫家兔获得Hc CDA2蛋白的特异性抗体。得到具有活性的美国白蛾几丁质脱乙酰酶Hc CDA1和Hc CDA2,两者在体外均检测到催化活性,两种酶的最适反应温度均为50℃,最适pH均为8.0。     

鳗鲡肠道产蛋白酶菌株的筛选、鉴定及酶学性质研究

采用酪蛋白平板透明圈法,结合以鱼粉为底物的蛋白酶活力测定法,从欧洲鳗鲡肠道中分离筛选出1株高产蛋白酶的菌株MJ15。通过形态学观察、Biolog鉴定以及16SrRNA基因序列分析,该菌株鉴定为乳酸乳球菌乳酸亚种Lactococcus lactis subsp.Lactis。对菌株MJ15所产蛋白酶性质进行初步分析,结果显示,其最适作用温度和pH值分别为40℃和5.0,酶的热稳定性以及碱稳定性较差;K~+、Na~+、Cu~(2+)、Fe~(2+)对蛋白酶有激活作用,但Zn~(2+)、Pepstatin A对该酶有抑制作用;该酶的Km值和Vmax值分别为8.77 mg·mL~(-1)和53.48μg·min~(-1)·mL~(-1)。     

凤尾菇(Pleurotus sajor-caju)漆酶Lac4基因在黑曲霉中表达研究

研究将凤尾菇漆酶基因Lac4(Gene Bank登录号AJ507327.1)cDNA克隆到表达载体pSZHG10-6-2上,通过农杆菌介导法导入黑曲霉CICC2462中,筛选得到糖化酶基因glaA位点发生同源重组的黑曲霉转化子。摇瓶发酵后取上清液作SDS-PAGE检测、酶活测定及酶学性质和酶稳定性分析,研究重组漆酶对染料脱色影响。结果表明,成功分泌表达重组漆酶r Lac4,其活性在第9天时达酶活最高峰1 211 U·L~(-1);酶学性质研究发现,其最适反应温度为60℃、pH为4.5,且在10~30℃及pH 5.0~6.0稳定性较好。最适反应条件下,重组漆酶对ABTS的Km为0.142 mmol·L~(-1),最大反应速率Vm为0.693 mmol·L~(-1)·min~(-1)·mg~(-1);通过重组漆酶研究4大类染料脱色能力,发现ABTS为介体时该漆酶对三苯基甲烷类孔雀绿脱色可达44%,杂环类中性红、偶氮类甲基橙脱色率分别13%和11%,而对蒽醌类活性亮蓝(RBBR)降解作用不明显,重组漆酶对孔雀绿的脱色效率具有较大应用价值潜力,对含三苯基甲烷染料废水处理应用前景良好。     

籽用西瓜SCoT-PCR反应体系优化及引物筛选

采用L_(25)(5~6)正交试验设计,对影响目标起始密码子多态性-聚合酶链式反应(SCoT-PCR)的5个因素(Taq酶用量、Mg~(2+)浓度、模板DNA用量、dNTPs浓度和引物浓度)进行优化试验,建立了籽用西瓜SCoT-PCR反应体系:Mg~(2+)2.5mmol·L~(-1)、dNTPs 0.15mmol·L~(-1)、Taq酶1.5U、引物0.5μmol·L~(-1)、模板DNA 20ng,总体积20μL。比较各因素对扩增反应的结果,其中以Mg~(2+)浓度的影响最大,Taq酶用量的影响最小。应用22个籽用西瓜品种验证该体系稳定可靠,并从41个SCoT引物中筛选出扩增条带清晰、多态性丰富的22个引物,并逐一筛选出最适退火温度。该反应体系的建立为今后利用SCoT标记技术对籽用西瓜种质遗传多样性评价、指纹图谱构建、种质鉴定、分子标记辅助选择育种等研究提供了新的技术手段。     

狗头枣过氧化物酶特性研究

研究狗头枣过氧化物酶(POD)的催化特性及抑制剂和激活剂对其活性的影响。结果表明:以愈创木酚为底物时,狗头枣POD最适pH 6.5~7.5左右,最适温度40℃,最适底物浓度0.1mol·L~(-1);抑制剂浓度0~21mol·L~(-1)时,抑制强弱顺序为抗坏血酸L-半胱氨酸EDTA,当抗坏血酸浓度21 mmol·L~(-1)时,狗头枣POD残存酶活为12.8%,狗头枣POD活性随三氯化铁和硫酸铜浓度的升高而增加,三氯化铁的激活效果明显高于硫酸铜;当温度高于55℃时,热处理对狗头枣POD的钝化效果较显著;55℃处理30 min,POD残存活力68.2%;80℃处理25 min、85℃处理20 min或90℃处理10 min可以完全钝化狗头枣POD。     

重组酶Xar的表达纯化及性质研究

为获得高效的半纤维素类饲料酶制剂,将含嗜热厌氧乙醇菌α-阿拉伯糖苷酶/木糖苷酶(Xar)基因的重组质粒p ET-20b-xar导入大肠杆菌DH10B中,经IPTG诱导进行高效表达,将表达的重组酶进行热处理和Ni~(2+)亲和层析纯化,并对纯化的重组酶Xar的性质进行研究。结果表明,以对硝基苯酚-α-阿拉伯呋喃糖苷(p NPAF)为底物,重组酶Xar的最适反应温度和最适p H值分别是75~80℃和6.0,米氏常数(Km)、最大反应速度(Vmax)分别为2.42 mmol/L、20.7μmol/(min·mg);以对硝基苯酚-β-木糖苷(p NPX)为底物,重组酶Xar的最适反应温度和最适p H值分别为93℃和5.8~6.2,Km、Vmax值分别为0.60 mmol/L、43.8μmol/(min·mg)。将重组酶Xar置于80℃保温1 h,木糖苷酶的相对活性仍为56.4%,在p H值4.2~8.2条件下仍保持较高的稳定性。当木糖浓度达到400 mmol/L时,木糖苷酶的相对活性仍有97.9%。Mn~(2+)对重组酶Xar有明显的激活作用,而Cu~(2+)和Zn~(2+)对其有明显的抑制作用。可见,重组酶Xar具有良好的热稳定性。     

近暗散白蚁 β-葡萄糖苷酶RpBgl7的异源表达及酶学性质研究

为研究近暗散白蚁(Reticulitermes perilucifugus)β-葡萄糖苷酶RpBgl7,利用生物信息学分析β-葡萄糖苷酶RpBgl7的家族及结构特点,构建RpBgl7的重组表达载体pCold-TF-RpBgl7,在大肠杆菌中过量表达并纯化,分析其最适反应条件和酶动力学参数。结果表明,RpBgl7属于糖苷水解酶1家族,具有2个保守的谷氨酸催化残基Glu187和Glu394。RpBgl7在BL21(DE3)中过量表达,经过镍离子亲和层析1步纯化可得到高纯度RpBgl7重组蛋白。以4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷为底物,测得RpBgl7的最适pH值为6.0,最适温度为70℃;动力学参数K_m=0.13 mmol/L,k_(cat)=3.15 s~(-1)。RpBgl7可耐受Na~+、K~+、Mg~(2+)、Cu~(2+)和Ba~(2+),而Ca~(2+)、Hg~(2+)和Fe~(3+)明显抑制RpBgl7的酶活力。     

羟基阿特拉津脱乙胺基水解酶(AtzB)典型酶学性质的研究

采用Ni-NTA亲和层析法对基因重组菌中的羟基阿特拉津脱乙胺基水解酶(AtzB)进行分离纯化,并对该酶的典型酶学性质进行研究.纯化处理后,AtzB的纯度提高15倍,酶活回收率高达15.2％.酶学性质研究表明,AtzB的最适反应温度为40℃;最适反应pH为9.0.在最适反应条件下,AtzB对底物最大反应速率Vmax为3.17μmol·L-1·min-1,米氏常数Km为0.45 mmol·L-1.反应缓冲液中Cu(Ⅱ)对酶活力有相对较强的抑制作用(P＜0.05),Zn(Ⅱ)对酶活力影响相对较小(P＜0.05),而Co(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)、Ca(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)则对酶活力基本没有影响.盐度对AtzB活力影响较大,当缓冲液中NaCl浓度达到1 mol·L-1时,AtzB完全失活.     

商品果胶酶(Aspergillus niger)的催化动力学研究

研究了商品果胶酶的催化动力学特性.结果表明:果胶酶的最适pH为3.8,最适温度为50℃,酶在pH 3.4~4.2区域较稳定,在pH>4.5与pH<3.0下很快失活;酶在50℃以内具有较好的热稳定性,温度升高,酶的热稳定性下降,65℃下热变性2 h,酶活力降低80%.酶促反应动力学符合米氏双曲线方程,测得果胶酶水解果胶的米氏常数Km=(5.16±0.13)mg/mL,最大反应速度Vmax=(2.73±0.02)μg/(mL.min).Na+和K+对酶活力没有任何效应,0.1mmol/L Ca2+可使酶活力提高22.8%,5.0 mmol/L Zn2+对果胶酶活力的抑制达到17.4%,Mg2+、Mn2、Co2+、Hg2+和Ag+对果胶酶活力影响不大,Cu2+和Fe3+对果胶酶活力影响较大,浓度为5.0 mmol/L时,对果胶酶的抑制可分别达到88.9%和100%.     

金属离子及脲对中华蜜蜂工蜂碱性磷酸酶的影响

通过提纯中华蜜蜂工蜂体内的碱性磷酸酶,研究金属离子及脲对碱性磷酸酶的影响.结果表明:Na+、K+和L i+等正一价金属离子浓度为1.0-10.0 mmol.L-1时,对酶活力没有影响;Mg2+、Ca2+、Ba2+浓度为0-5.5 mmol.L-1时,对酶均有激活作用;N i2+、Mn2+、Co2+、Zn2+浓度为0-200μmol.L-1时,对酶有激活作用,而Cu2+在该浓度下对酶有抑制作用;Hg2+、Ag+及Cd2+浓度为0-150μmol.L-1时对酶有抑制作用;脲浓度低于3 mol.L-1或高于3 mol.L-1时,对碱性磷酸酶有变性失活作用.     

原美草莓重茬病防治剂对草莓矿质元素利用效果的研究

试验研究了原美无公害草莓重茬病防治剂和溴甲烷两种药剂对重茬草莓矿质元素吸收利用效果的影响。研究结果表明:两种药剂使土壤中速效氮、速效磷、速效钾、Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、Ca2+、Mg2+矿质元素含量发生变化;溴甲烷处理土壤使草莓根系中全氮、Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、Ca2+、Mg2+,叶片中全磷、全钾、Fe2+、Mg2+和果实中全磷、Fe2+、Mn2+含量显著高于空白对照。原美防治剂处理土壤使草莓根系中全磷、Mn2+,叶片中全钾、Mg2+和果实中Ca2+的含量显著高于空白对照,对其他元素的影响规律不明显。草莓重茬病的发生可能与土壤中Fe2+、K+、Cu2+等矿质元素含量过低有关。用原美防治剂A3(150 g/m2)处理防治重茬病效果最好,完全可以取代用溴甲烷防治草莓重茬病。     

黑曲霉(Aspergillus niger)Uγ-2菊粉酶稳定性的研究

对菊粉酶热稳定性进行了研究,结果表明,菊粉酶在60℃具有较好的热稳定性;在常温下,pH值3.5~8.5的范围内稳定;在65℃条件下,pH值在4.5时较为稳定,pH值大于4.5和小于4.5都有较大程度的不可逆失活;金属离子Cu2+,Fe3+对菊粉酶有抑制作用,Ca2+,K+,Mg2+,Mn2+,Fe2+,Ba2+,Pb2+对菊粉酶具有激活作用;菊粉酶中不含有可以被EDTA螯合,影响酶活性的金属离子;巯基保护剂对酶活力有显著的保护作用,一些醇类物质和增稠剂可以提高酶的热稳定性。     

乳酸克鲁维酵母乳糖酶基因在大肠杆菌中的表达及酶学性质

通过PCR扩增从乳酸克鲁维酵母基因组获得乳糖酶基因lac4,将其克隆至大肠杆菌表达载体pET-28a(+),并在大肠杆菌BL21中获得表达,酶活性达(44.78±2.84)U/mL。利用Ni-ResinHP亲和层析技术纯化该酶,SDS-PAGE分析表明,重组酶分子质量约为122ku。酶学性质研究表明,该酶最适反应温度为43℃,37℃时半衰期为30min,最适反应pH为7.0,在pH4.0～10.0范围内有良好的稳定性,Ca2+、Zn2+、Fe2+、Co2+、Mg2+、Mn2+对酶有非常明显的激活作用,比酶活性为(255.55±2.32)U/mg,酶反应常数Km为3.49mmol/L,最大反应速率vmax为4.22mmol/(min.mg)。     

金属离子对悬浮培养霍山石斛类原球茎合成活性多糖的影响

采用单因素试验和正交试验,考察了Mg2+、Ca2+、Fe2+、Mn2+和Zn2+5种金属离子对悬浮培养霍山石斛类原球茎合成活性多糖的影响。结果表明:1.5 mmol/L Mg2+4、.5 mmol/L Ca2+0、.1 mmol/L Fe2+0、.5 mmol/L Mn2+和0.06 mmol/L Zn2+的组合最有利于类原球茎多糖的合成,在此组合下多糖产量达最高(5.87 g/L),比优化前提高2.49倍,比标准MS培养基提高31倍,且5种离子对类原球茎合成多糖影响的主次顺序为Mg2+>Ca2+>Mn2+>Fe2+>Zn2+。     

矿质元素对北虫草继代培养中菌落形态的影响

研究矿质元素对北虫草继代培养中菌落类型的影响,旨在探讨优型菌落保持代数最长的矿质元素配方.采用正交试验,将北虫草优良菌株L_(20)在不同矿质元素培养基上进行12次继代培养.结果表明:菌株L_(20)在不同培养基中继代培养后形成7种菌落类型,有子实体形成能力的菌落为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ型,其中Ⅰ型菌落产量最高,Ⅲ型居中,Ⅱ型最低,Ⅴ型形成子实体均为畸形:Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ型无子实体形成能力.各类型菌落在不同培养基中的分布规律是:子实体产量较高的Ⅰ、Ⅲ型菌落主要分布在前10代;产量较低的Ⅱ型菌落分布存前4代;子实体为畸形的Ⅴ型和无子实体形成能力的Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ型菌落主要分布在4代以后.保持优型菌落--Ⅰ型最为稳定的矿质元素配方为1.0g·L~(-1)k、0g·L~(-1)Mg~(2+)、0.02g·L~(-1)Ca~(2+)、0μg·L~(-1)Mn~(2+)、25μg·L~(-1)或375μg·L~(-1)Zn~(2+).可见,Ⅰ型菌落产量最高,为北虫草优型菌落.其主要形态特征为:菌落颜色较深呈橘黄色、菌丝气生性中等、菌落质地为致密绒毛状,有同心纹、存继代培养中有角变现象.1.0g·L~(-1)K~+、0.02g·L~(-1)Ca~(2+)、250μg·L~1或375μg·L~(-1)Zn~(2+)对Ⅰ型菌落起到延缓退化的作用,而Mn~(2+)、Mg~(2+)会促进其退化.     

铁皮石斛类原球茎增殖和分化的研究

通过单因素浓度试验和正交试验研究了5种金属离子、不同激素组合及不同天然附加物对铁皮石斛类原球茎增殖、分化的影响。试验结果表明,5种金属离子对类原球茎增殖影响的主次顺序为Mg2+(Fe2+(Ca2+(Mn2+(Zn2+,类原球茎增殖的最佳培养基为1/2MS+NAA 0.5mg/L+10%马铃薯汁+3%蔗糖(含Mg2+1.0 mmol/L、Ca2+2.0 mmol/L、Fe2+0.1mmol/L、Mn2+0.1mmol/L和Zn2+0.03 mmol/L)。培养基1/2MS+NAA 0.5mg/L+20%马铃薯汁+蔗糖20g/L+琼脂0.8g/L最适于铁皮石斛类原球茎的分化。     

西伯利亚白刺愈伤组织耐盐生理及外源Ca2+的缓解效应

为探究外源Ca~(2+)对盐生植物耐盐调控机理,以西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall.)愈伤组织为试验材料,研究不同浓度外源Ca~(2+)对盐胁迫下白刺愈伤组织生长、膜质过氧化程度、抗氧化酶系统及渗透调节物质含量的影响。结果表明,盐浓度≤150 mmol·L~(-1)时,施加一定浓度Ca~(2+)(≤10 mmol·L~(-1))可增加白刺愈伤组织相对生长率,降低电解质外渗率,减少丙二醛(MDA)含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,同时提高可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量。当Ca~(2+)浓度过高(10 mmol·L~(-1))时,对白刺愈伤组织生理指标表现不同程度抑制,影响其正常代谢活动。说明一定浓度Ca~(2+)(≤10 mmol·L~(-1))可缓解盐胁迫(NaCl≤150 mmol·L~(-1))对白刺愈伤组织造成的伤害,盐胁迫浓度较高时,外施Ca~(2+)缓解作用较弱,有时表现抑制作用。     

南瓜黄色素提取及稳定性研究

研究了南瓜黄色素的提取工艺及稳定性。在单因素试验的基础上,进行了L9(34)正交试验,确定南瓜黄色素最佳提取工艺条件为:浸提温度70℃,浸提时间6 h,料液比1∶20,乙醇浓度90%。稳定性试验结果表明,南瓜黄色素的光稳定性较差;pH值在2~14范围内比较稳定;H2O2使色素降解明显,Na2SO3对色素起到增色作用;常用食品添加剂对色素的稳定性影响不大;除Na+外,Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+、Al3+对其稳定性都有显著影响。