Bacillus subtilis LC-9产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的酶学性质与催化特性研究

[目的]系统研究Bacillus subtilis LC-9所产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的酶学性质,探讨其在催化应用上的可行性。[方法]采用两步阴离子交换层析法对B.subtilis LC-9发酵液中的β-1,3-1,4-葡聚糖酶进行纯化,用SDS-PAGE检测其纯度,研究纯酶的酶学性质及该酶对β-葡聚糖和地衣多糖的降解特性,并采用TLC法检测其水解液中糖的成分。[结果]从自行筛选的糖苷酶产生菌B.subtilis LC-9的发酵液中经两步纯化,得到电泳纯的β-1,3-1,4-葡聚糖酶,其比活力达3 502 U/mg,表观分子量为28 kDa;酶的最适反应pH和温度分别为6.5和45℃,且在45℃下稳定;该酶催化地衣多糖的Km值和Vmax分别为4.13 mg/ml和1 238μmol/min/mg,催化大麦β-葡聚糖的Km值和Vmax分别为3.84 mg/ml和1 427μmol/min/mg;该酶降解大麦β-葡聚糖产生寡聚糖,最终产物主要为三糖和四糖,而降解地衣多糖终产物主要为三糖。[结论]从Bacillus subtilis LC-9发酵液中纯化获得了电泳纯的β-1,3-1,4-葡聚糖酶,性质研究表明该酶是专一性的β-1,3-1,4-葡聚糖酶,有望用于啤酒、饲料等领域。     

重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的纯化及部分酶学性质研究

[目的]研究重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的性质。[方法]由重组大肠杆菌制备重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶发酵液,经乙醇分级沉淀和DEAE-650M离子交换层析分离纯化后进行SDS-PAGE纯度鉴定,最后分析纯化后重组酶的酶学性质。[结果]SDS-PAGE分析表明纯化后得到了较纯的重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶,比活力达13 437 U/mg,纯化倍数为19.85倍,回收率为20.60%,分子量约30 kDa。纯化后重组酶的最适pH值为6.0,pH值4.5~6.0较稳定;最适温度为50℃,40~50℃较稳定;Cu2+和Fe2+对其活力有显著的抑制作用,Mg2+、Zn2+和Mn2+对其活力有抑制作用,比较适合在啤酒酿造上使用。[结论]该研究为重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的工业化应用奠定了基础。     

黑曲霉木聚糖酶和β-葡聚糖酶cDNA片段克隆和序列分析

木聚糖酶（1,4-β-xylanase, EC 3.2.1.8)以内切方式水解木聚糖分子中β-1,4-木糖苷键，其水解产物主要为木二糖及木二糖以上的寡聚木糖，也有少量的木糖和阿拉伯糖。该酶不仅对于降解自然界大量存在的半纤维素起着重要作用，而且也具有潜在的应用前景，如在造纸工业中用它作为纸浆的漂白剂,饲料工业中可提高纤维类饲料的消化利用率。β-1,3-1,4-葡聚糖酶(EC 3.2.1.73)能分解大麦中以β-1,3和β-1,4混合键连接的结构性非淀粉多糖β-D-葡聚糖，属于半纤维素物质。在啤酒工业中应用β-1,3-1,4-葡聚糖酶，可提高麦汁分离速度，减少啤酒混浊度和胶状沉淀物，从而改善啤酒质量；在大麦日粮中，可改善谷物营养价值，提高畜禽生长速度和饲料转化率。因而木聚糖酶和β-1,3-1,4-葡聚糖酶作为重要经济价值酶，对于生物资源的开发利用具有重要作用。研究结果表明，微生物的木聚糖酶存在着多态性，有关黑曲霉木聚糖酶基因在国内尚未见报道。β-1,3-1,4-葡聚糖酶及其基因方面的报道主要为芽孢杆菌，在真菌中仅报道厌氧菌的β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因。我们克隆了黑曲霉FS6的木聚糖酶和β-1,3-1,4-葡聚糖酶的cDNA片段并分析了序列。……     

利用RACE方法克隆小麦β-1,3-葡聚糖酶基因的全长cDNA

【目的】研究小麦抗条锈菌的分子机制,在受条锈菌侵染的非亲和组合小麦叶片中克隆一个新的β-1,3-葡聚糖酶基因全长cDNA。【方法】采用RT-PCR、cDNA末端快速扩增技术(RACE),在感染小麦条锈菌的小麦(水源11)叶片中进行-β1,3-葡聚糖酶基因全长cDNA的扩增。【结果】得到了一个1338 bp-β1,3-葡聚糖酶基因全长cDNA,Genbank上注册号为DQ090946,测序结果和序列生物信息学分析结果表明,其与-β1,3-葡聚糖酶基因gi3757681和gi6782375的同源性分别为94.3%和92.1%。该全长cDNA具有完整的编码框,编码334个氨基酸,Genbank上注册号为AAY96422,与-β1,3-葡聚糖酶CAA77085和AAA32958的同源性分别为95.8%和86.7%。【结论】初步推断此全长cDNA是小麦中编码-β1,3-葡聚糖酶的一个新基因。     

基于α-半乳糖苷酶基因为筛选标记的酿酒酵母诱导型表达载体的构建及应用

以α-半乳糖苷酶基因为筛选标记,构建GAL1诱导型启动子介导的酿酒酵母表达载体YGM-α-gal质粒,将枯草芽孢杆菌的β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因克隆到此载体中,构建质粒YGMPA-α-gal,转化宿主酵母后,实现β-1,3-1,4-葡聚糖酶在酿酒酵母中的分泌表达.结果表明:在2%半乳糖诱导下,摇瓶发酵24h后分泌表达的β-葡聚糖酶活性达到411.9U爛mL-1,而在培养60h后,发酵液中α-半乳糖苷酶活性可达64.2U爛mL-1.说明α-半乳糖苷酶基因可用作酿酒酵母表达载体转化的有效筛选标记,为食品级酿酒酵母表达系统的构建提供了新选择.     

多粘类芽孢杆菌CP7β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因的克隆、表达及应用

【目的】克隆多粘类芽孢杆菌(Paenibaccillus polymyxa)CP7的β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因,构建高效表达工程菌株,为CP7菌的抗菌活性组分研究和开发利用以及葡聚糖酶在农业生产中的应用提供理论依据。【方法】通过CP7菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因的克隆及原核表达构建工程菌株,采用平板对峙培养和生长速率测定法研究重组酶对供试真菌的生长抑制活性,同时采用体外消化法研究该酶对麦类饲料消化率的影响。【结果】成功克隆目的基因并在原核系统获得高效表达。重组酶蛋白对4种供试真菌菌丝生长具有明显抑制作用,平均抑制率高达40%以上;添加了重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的处理组样品,经体外消化后黏度降低了4.69%(P﹥0.05)。【结论】β-1,3-1,4-葡聚糖酶是CP7菌发酵液中抗真菌活性组分或其中之一,对真菌生长抑制的活性作用提示其可作为农业抗病虫害新型药物进行开发研究;该酶能够有效降低麦类饲料黏度,表明其作为饲料添加剂的开发利用同样具有良好前景。     

小麦β-1,3-葡聚糖酶性质及其对小麦根腐离蠕孢菌的抑菌作用

为了明确小麦根腐离蠕孢菌（Bipolaris sorokinianum）侵染小麦后被诱导表达的β-1,3-葡聚糖酶基因所编码的β-1,3-葡聚糖酶的性质及其与抗病性的关系,采用生物信息学的方法对β-1,3-葡聚糖酶的一级结构、信号肽和跨膜结构进行了预测分析。结果表明β-1,3-葡聚糖酶是一种分泌型碱性蛋白酶,主要存在于胞外。将克隆到的β-1,3-葡聚糖酶基因构建成重组质粒并转化大肠杆菌BL21,经IPTG诱导后,分离纯化得到了原核表达的β-1,3-葡聚糖酶,对其在体外对小麦根腐离蠕孢菌生长的抑制作用的研究发现,β-1,3-葡聚糖酶对小麦根腐离蠕孢具较强抑菌活性。     

大豆β-1,3-葡聚糖酶的抑菌活性

为了明确β-1,3-葡聚糖酶与大豆抗疫霉根腐病的关系,测定了大豆叶片β-1,3-葡聚糖酶的活性和对疫霉菌的抑菌作用,结果表明,在接种大豆疫霉菌后48 h β-1,3-葡聚糖酶活性达到峰值,利用接种48 h提取的β-1,3-葡聚糖酶粗酶液进行抑菌试验,发现β-1,3-葡聚糖酶粗酶液对大豆疫霉菌的菌丝生长和孢子萌发有明显的抑制作用.     

β-1, 3-葡聚糖酶与植物的抗病性

综述了β-1,3-葡聚糖酶在植物抗病性方面的研究进展。β-1,3-葡聚糖酶在体外抑制病原物的生长;病 原物的侵染诱导植物β-1,3-葡聚糖酶活性升高和产生新的β-1,3-葡聚糖酶同工酶,这些高活性的β-1,3-葡聚糖 酶或特异性的同工酶提高了植物的抗病性;组成型表达β-1,3-葡聚糖酶基因的转基因植物,可有效地抵抗病 原物的侵袭。由于β-1,3-葡聚糖酶和病原菌的多样性及其它们在植物体内分布的不同,使得各种β-1,3-葡聚糖 酶在植物抗病性中的作用也不尽一样。     

条锈菌诱导的小麦β-1,3-葡聚糖酶基因编码区的克隆及原核表达

为研究小麦与条锈菌互作过程中β-1,3-葡聚糖酶基因的功能,根据小麦β-1,3-葡聚糖酶cDNA全长序列设计合成引物,通过RT-PCR方法获得小麦β-1,3-葡聚糖酶基因编码区,将其克隆至pGEM T-easy Vector,经HindⅢ和BamHⅠ双酶切回收目的片断,并将其定向克隆到pET-32a(+)Vector中构建表达载体GLU-pET-32a(+),转化E.coliBL21(DE3),用IPTG进行诱导表达。结果表明,小麦β-1,3-葡聚糖酶基因在大肠杆菌中得到了高效表达,获得了分子量约为49 ku的融合蛋白,表达量约占菌体总蛋白的19%。最佳诱导条件为:0.3 mmol/LIPTG,37℃诱导4 h。     

β-1,3-葡聚糖酶及其在蔬菜抗真菌病害基因工程中的应用

β-1,3-葡聚糖酶是重要的细胞壁水解酶,可以降解真菌的细胞壁,对植物真菌病害的防治起重要作用。对β-1,3-葡聚糖酶基因进行分离和克隆,并将其转入植物,可成为植物抗真菌病害防治的有效途径之一。文章对β-1,3-葡聚糖酶的分布、分类、结构特点、作用机理及其在蔬菜真菌病害的防治中的应用进行了阐述。     

茶树β-1,3葡聚糖酶基因在大肠杆菌中的优化表达

从茶树中获得β-1,3葡聚糖酶(β-1,3-glucanase , β-1,3-glu )基因cDNA,发现其中存在着一些序列,它们与核糖体竞争性地结合pET32a载体上的RBS位点, 造成该基因cDNA在原核生物中很难表达.作者对其中的两处基因序列进行了突变,通过设计PCR引物,利用密码子的简并性,保证了突变后蛋白质的一级结构不变.使葡聚糖酶基因在大肠杆菌中明显表达.通过SDS-PAGE分析,证明表达产物分子量约75.8 kD,与预计大小一致,并通过水杨酸法对其进行酶活测定,证明其有活性.     

β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶在农作物病虫害防治中的研究进展的几点思考

本文主要阐述了几丁质酶与β-1,3-葡聚糖酶的基因转化、抗病性与结构特性,以及将几丁质酶与β-1,3-葡聚糖酶病虫害防治的应用价值。     

β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶在农作物病虫害防治中的研究进展的几点思考

本文主要阐述了几丁质酶与β-1,3-葡聚糖酶的基因转化、抗病性与结构特性,以及将几丁质酶与β-1,3-葡聚糖酶病虫害防治的应用价值。     

β-1,3-葡聚糖酶及其抗病机制与应用研究进展

β-1,3-葡聚糖酶作为植物抗真菌病的重要抗性物质之一,近年来研究进展较为迅速。本文阐述了植物β-1,3-葡聚糖酶的诱导产生过程及抗病机制,同时对其分类、性质和目前的应用情况也进行了综合性介绍。     

课题名称：新型高比活β-葡聚糖酶的研制

课题内容、目标：β—1,3—1,4-葡聚糖酶（E．C．3．2．1．73）是一种有巨大经济价值的工业酶制剂,广泛应用于饲料工业、啤酒工业和食品工业。随着β-葡聚糖酶应用范围的拓宽,尤其是在饲料工业中的逐渐推广应用,其市场价值还将大幅度提升。     

青霉素对苹果树β-1,3-葡聚糖酶与几丁质酶活性的影响

文章关于1.2万单位/L青霉素对苹果树β-1,3-葡聚糖酶与几丁质酶活性的影响进行了相关研究.研究结果表明:1.2万单位/L青霉素可以有效提高金红苹果树的β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性,进而增强了苹果树的抗病性.     

小麦根腐离蠕孢菌诱导小麦β-1,3-葡聚糖酶基因的克隆及其表达

为了明确小麦受小麦根腐离蠕孢侵染后β-1,3-葡聚糖酶基因的表达情况,采用RT-PCR方法在受小麦根腐离蠕孢菌侵染后的小麦叶片中扩增β-1,3-葡聚糖酶基因,然后对侵染后的小麦叶片总RNA进行Northern斑点杂交。结果表明,克隆到了β-1,3-葡聚糖酶基因,该基因在小麦被侵染12 h时开始表达,在48 h后未见表达。对照中未见表达。可推断出此β-1,3-葡聚糖酶基因是被小麦根腐离蠕孢菌（Bipolaris sorokinianum）侵染后诱导表达的。     

钙对苹果果实过氧化物酶、β-1,3-葡聚糖合成酶和β-1,3-葡聚糖分解酶活性的影响

 采用贮藏实验与果实薄片培养实验相结合的方法,研究了钙素对苹果果实β-1,3-葡聚糖合成酶、β-1,3-葡聚糖分解酶和过氧化物酶(POD)的活性及对丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,与对照比较,幼果期喷钙显著降低了苹果苦痘病发病率, POD和β-1,3-葡聚糖合成酶的活性增加,β-1,3-葡聚糖分解酶活性和MDA含量降低;果实薄片培养中,与低钙处理比较,高钙处理POD和β-1,3-葡聚糖合成酶的活性增加,β-1,3-葡聚糖分解酶活性和MDA含量下降。说明苹果果实生理变化与钙素营养关系密切,果实钙营养不足导     

4种鬼伞β-1,3-葡聚糖转移酶的生物信息学分析

鬼伞是一类菌柄能在短时间内快速伸长并且伞盖易自溶形成墨汁的蘑菇,菌柄在伸长过程中细胞壁以伸长生长为主,细胞壁组分β-1,3-葡聚糖发生重构修饰,GH72家族的β-1,3-葡聚糖转移酶能够将较低聚合度的寡糖转化生成更高聚合度的糖链.β-1,3-葡聚糖转移酶可能参与鬼伞菌柄细胞壁中β-葡聚糖组分的重构修饰.以完成测序并有注释信息的灰盖拟鬼伞(Coprinopsis cinerea)、拟鬼伞(Coprinopsis marcescibilis)、晶粒小鬼伞(Coprinellus micaceus)和小脆柄菇(Psathyrella aberdarensis)等4种鬼伞的 β-1,3-葡聚糖转移酶的氨基酸序列为基础,采用TargetP、WOLF PSORT、SignalP、Sompa、TMHMM2.0、Big-PI Fungal Predictor、MEME和SISS-MODEL等生物信息学分析工具对其开展蛋白质亚细胞定位、细胞信号肽、二级结构、跨膜螺旋、糖基化磷脂酰肌醇(GPI)锚定位点、基序以及三级结构等进行分析,同时对上述序列开展遗传进化关系分析.研究结果可为进一步深入开展该蛋白在菌柄伸长过程中细胞壁β-葡聚糖组分的重构修饰研究作基础.