米曲霉葡聚糖酶基因(AoEGLAI)在毕赤酵母中的表达研究及其酶学特性分析

采用PTDS方法人工合成米曲霉葡聚糖酶基因(AoEGLAI),通过电击将其转化到毕赤酵母中表达,并采用DNS法对重组酶的酶学性质进行分析。结果表明:该酶耐酸但不耐热,最适反应温度为50℃,最适pH为3.0,在30—45℃和pH4—8时内切葡聚糖酶可保持90%以上酶活力,在底物CMC存在时其热稳定性有一定的提高。10 mmol/L的金属离子Cu~(2+)、Ca~(2+)、Zn~+、Gr~(3+)、Fe~(2+)和Fe~(3+)对酶有激活作用,Mn~(2+)对酶则起抑制作用。该酶对胰蛋白酶有一定的抗性,对胃蛋白酶抗性相对较差。     

来源于盐惰菌属Halopiger xanaduensis的木聚糖酶基因在毕赤酵母中诱导表达及其酶学性质的研究

根据毕赤酵母的密码子偏爱性和木聚糖酶的蛋白序列设计并合成了木聚糖酶基因片段,与表达载体pYPX88连接,构建成分泌表达载体;构建的分泌表达载体经BglⅡ酶切后电击转化到毕赤酵母GS115中,筛选得到阳性克隆。研究了重组木聚糖酶的最适pH、pH稳定性、最适温度、温度稳定性以及部分金属离子、十二烷基硫酸钠(SDS)和二硫苏糖醇(DTT)对该酶性质的影响。结果表明:重组木聚糖酶最适pH为6.0,在pH 4.5—8.0时酶学性质稳定;最适温度为60℃在20-65℃时酶学性质稳定;金属离子Mn~(2+)与Cu~(2+)对该酶有抑制作用,化合物DTT对该酶有明显促进作用。     

来源于Cronobacter universalis的植酸酶酶学性质的研究

按照毕赤酵母(Pichia pastoris)对密码子的选择偏向性,对来源于细菌(Cronobacter universalis)的植酸酶基因(以下命名为CuPhyS)进行了密码子优化改造,合成并且作为外分泌蛋白成功地在毕赤酵母GS115里表达,CuPhyS的蛋白分泌量可积累到45μg/mL。酶学性质研究表明:该酶的最适pH为4.0,最适温度为50℃,在pH 3.0—12.0时该酶比较稳定,在50℃下热稳定性较高;以植酸钠作为底物,Mg~(2+)对酶活有一定的激活作用,Cu~(2+)对酶活有一定的抑制作用;该酶还具有良好的抗胰蛋白酶水解的能力和部分抗胃蛋白酶水解的能力。     

毕赤酵母产β-1,3-1,4-葡聚糖酶发酵优化及酶学性质研究

对毕赤酵母表达β-1,3-1,4-葡聚糖酶条件进行优化,在摇瓶水平上研究了温度、pH、甲醇流加量、诱导时间,油酸等因素对重组葡聚糖酶的影响;得优化条件为:最适温度30℃、pH6.0,最佳甲醇诱导浓度为0.5%,最佳诱导时间为84h,酶活力达27.4U/mL,比初始酶活力提高了1.9倍。酶反应的最适pH为6.0,最适温度为50℃。在pH3.5～8.0的范围内和温度55℃以下保存时具有较好的稳定性;其中,CaCl2对重组酶的激活效果显著,使酶活力提高达92%。     

毕赤酵母表达罗氏耶尔森氏菌(Yersinia rohdei)植酸酶和酶学特性研究

按毕赤酵母偏爱密码子,将来自Yersinia rohdei的植酸酶基因(YrAPPA)进行了化学合成,并成功在毕赤酵母GS-115中异源分泌表达,重组植酸酶分泌量能达到72μg/mL。酶学特性研究结果表明:酶比活达到1 500 U/mg,重组植酸酶的最适反应温度和pH分别为55℃和4.5;纯化的重组植酸酶能耐受60℃高温,且pH 3—7.5范围内重组植酸酶有良好的稳定性;Cu~(2+)、Zn~(2+)、Fe~(3+)对植酸酶活性有抑制作用;重组植酸酶有抗胃蛋白酶和胰蛋白酶水解特性。     

源于Paecilomyces sp. FLH30内切β-1,3(4)葡聚糖酶基因在毕赤酵母中的表达

[目的]β-1,3(4)-葡聚糖酶是一种重要的工业用酶,广泛地应用于饲料业、酿造业及纺织业.[方法]以来源于Paecilomyces sp.FLH30的葡聚糖酶基因为研究对象.据毕赤酵母GS115对密码子的简并性和偏爱性,对来源于淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus)β-1,3(4)-葡聚糖酶基因进行了优化,通过全基因技术合成了全长基因GLUnm并构建重组酵母表达载体pPIC9K-GLUnm,用SacI线性化重组质粒pHC9K-GLUnn,电击转化至毕赤酵母GS115中进行表达.[结果]通过表型筛选,遗传霉素抗性筛选,经PCR鉴定表明,葡聚糖酶基因整合至酵母染色体DNA中.在试管中经甲醇诱导表达,并测定葡聚糖酶酶活性.在试管水平表达的酶活性是0.68 IU/mL,即可以认为在摇瓶表达水平的初始酶活性为0.68 IU/mL,将此菌株在摇瓶水平表达,酶活性在表达84h为最高,是11.26 IU/mL.[结论]重组β-1,3(4)-葡聚糖酶的最适pH为5.0,最适反应温度为50℃,在pH 5.0 ～8.0,温度37～50℃的条件下较稳定.     

木质层孔菌产木聚糖酶和β-葡聚糖酶的研究

研究了木质层孔菌不同发酵条件对木聚糖酶、β-葡聚糖酶性能的影响,并对其酶作用特性进行了研究结果表明:木质层孔菌产木聚糖酶最适碳源为麸皮,氮源为蛋白胨,最适发酵温度为25℃;而产β-葡聚糖酶最适碳源为木糖,氮源为酵母膏,最适发酵温度为28℃。就产酶时间而言,在发酵前60 h菌株均不产生β-葡聚糖酶和木聚糖酶,在72 h才有微量的酶产生,到192～240 h两种酶均达到产酶高峰,并以216h产酶最高;两种酶的最佳缓冲液均为柠檬酸缓冲液,木聚糖酶的最适作用pH值5.0,最适反应温度为50℃,而β-葡聚糖酶最适作用pH值4.6,最适反应温度为60℃。     

黄星天牛中肠中内切葡聚糖酶的鉴定与酶活性测定

内切葡聚糖酶(Cx)是纤维素酶系中的主要成分,它包含多种同工酶,能够将可溶性纤维素水解成还原性寡糖。采用Native-PAGE技术对黄星天牛中肠中Cx进行电泳分离,结合LC-MS/MS技术对黄星天牛中肠中Cx种类进行鉴定,并对其性质进行研究。结果显示黄星天牛中肠中含有多种Cx,通过结构域分析,确定为GHF5家族蛋白,有共同的保守区(IIYETFNEPT),Cx最适反应温度为50℃,最适pH值为6.0,且具有较广的pH值稳定范围,低浓度的Mg~(2+)与Co~(2+)对该酶有激活作用,高浓度的Mg~(2+)与Cu~(2+)对该酶有抑制作用。这一结果可为黄星天牛降解纤维素机制的研究提供理论基础,为进一步研究天牛中肠组织的生理功能提供基础信息。     

右旋糖酐酶酶学性质研究

右旋糖酐酶专一性水解右旋糖酐中的α-1,6糖苷键,使右旋糖酐高效水解为一定分子量的右旋糖酐用于医药等领域。右旋糖酐酶酶学性质研究表明,酶作用的最适pH和温度分别为pH 5.0和55℃,最适底物浓度为2%右旋糖酐;在50℃以下相对稳定;在pH 2.2～9.6范围内相对稳定,具有良好的酸碱稳定性;酶对底物的亲和力随底物分子量的增加而增强;Mn~(2+)具有显著的激活作用,Cu~(2+)对酶具有较强抑制作用。     

盾壳霉几丁质酶和葡聚糖酶酶动力学性质初步研究

盾壳霉几丁质酶和葡聚糖酶酶动力学性质研究表明:几丁质酶和葡聚糖酶的酶促反应,在本试验计量范围内,其反应速度与酶量和底物浓度均呈正相关,但两种酶促反应适宜的温度和pH值有较大差。几丁质酶降解几丁质的最适反应温度为50℃,最适pH值为8.0,葡聚糖酶降解葡聚糖的最适反应温度为60℃,最适pH值为3.0。     

新型植酸酶基因YkAPPAS在毕赤酵母中的表达及其酶学特性分析

根据密码子的偏好性,采用PTDS方法化学合成了一个来源于Yersinia kristesenii的新型植酸酶基因(YkAPPAS),并且作为外分泌蛋白在毕赤酵母GS115中成功表达。重组植酸酶YkAPPAS的蛋白分泌量可达到106.73μg/mL。对重组植酸酶的酶学性质研究表明:该酶的比活力为2 330 U/mg;最适pH为4.5和6.0;最适温度为45℃;100℃处理5 min后其剩余活性为47.55%;90℃处理5 min后其剩余活性为56.75%;在pH 3—12时的活性均在30%以上。Li~+、EDTA对酶活有一定的激活作用;Zn~(2+)、Cu~(2+)对酶活有一定的抑制作用。重组植酸酶还具有良好的抗胃蛋白酶和胰蛋白酶水解的特性。     

来源于Kosakonia radicincitans的新型植酸酶基因通过密码子优化在毕赤酵母中高效表达

将来源于Kosakonia radicincitans的新型植酸酶基因(以下命名为KrPhyS)进行密码子优化,并将其导入到毕赤酵母GS115中进行表达。结果表明:KrPhyS的蛋白分泌量可积累到45μg/mL;该酶的比活力为1.83×10~3 U/mg,最适pH为3.5,最适温度为55℃,在65℃下热稳定性较高,在pH 3.5—7.5时该酶比较稳定。以植酸钠作为底物,EDTA和Mg~(2+)等金属离子对该酶有一定的激活作用;Cu~(2+)等金属离子对该酶有一定的抑制作用。该酶还具有良好的抗胃蛋白酶水解的能力。     

黑曲霉内切β-1,4-葡聚糖酶在毕赤酵母中的高效表达

利用RT-PCR技术,提取黑曲霉(Aspergillus niger)L3的总RNA进行反转录,并通过PCR扩增得到去除天然信号肽的β-1,4-葡聚糖酶基因eg Ⅰ,将其插入到毕赤酵母表达载体pPIC9k上,使之位于α-因子信号肽下游,并与之同框,构建重组表达质粒pPIC9k-eg Ⅰ,电击转化毕赤酵母GS115,经MM、MD、CMC-Na和G418平板筛选,得到重组毕赤酵母工程菌1#和5#,在摇瓶中β-1,4-葡聚糖酶酶活分别达到1456 U/mL和1928U/mL.重组酶最适温度为70℃,最适pH为5.0.     

果胶裂解酶、木聚糖酶及果胶裂解酶、木聚糖酶基因在毕赤酵母中的表达

运用RT-PCR技术,从绿色木霉(AS3.3711)mRNA中扩增出木聚糖酶基因xyn2,并与质粒pPIC9K相连,构建了表达载体pPIC9K-xyn2,转化毕赤酵母GS115,并且将pPIC9K-xyn2和pPIC9K-PelC(果胶裂解酶)同时转化毕赤酵母GS115,通过组氨酸营养缺陷型筛选,G418高拷贝菌株筛选,以及摇瓶诱导表达筛选,分别得到一株高表达木聚糖酶毕赤酵母菌株X5和一株同时高表达木聚糖酶和果胶裂解酶毕赤酵母菌株PX6。同时,将一株高表达果胶裂解酶毕赤酵母菌株P2保存。重组酶酶学性质分析表明,P2和PX6分泌果胶裂解酶,X5和PX6分泌木聚糖酶最适温度均为50℃;P2分泌果胶裂解酶最适pH5.4,最大酶活为14.2U/mL;X5分泌木聚糖酶最适pH6.0,最大酶活为5.8U/mL;PX6分泌果胶裂解酶最适pH5.4,最大酶活为12.6U/mL,分泌木聚糖酶最适pH6.0,最大酶活为4.2U/mL。     

展示在巴斯德毕赤酵母细胞表面的内切-1,4-β-葡聚糖酶的酶学性质

本研究目的是利用毕赤酵母细胞表面展示技术来改善内切-1,4-β-葡聚糖酶的酶学性质。结果显示,SDS-PAGE显示展示酶(DEG)的分子量为34.1kDa,对CMC-Na有底物专一性。与游离酶(FEG)相比,DEG的最适作用温度和最适作用pH值未发生变化,分别为70℃和4.0;对底物的亲和力降低;pH 2.5~8.5时酶活残留率为60%,比游离酶高0.5倍;温度70℃时酶活无损失,残留率为102%,同等条件下比游离酶高1.5倍;DEG重复使用10次以后保留活性仍为65%;而且展示酶对Co2+、Mn2+、Hg2+等重金属离子的耐受力也大大增强。本研究结果表明,展示内切-1,4-β-葡聚糖酶的酶学性质得到大幅度改善,其酸热稳定性、重金属离子耐受性和操作稳定性均有所提高,DEG作为一种酵母全细胞生物催化剂在各种纤维素降解领域具有很广阔的应用前景。     

海洋弧菌中褐藻胶裂解酶Alg的克隆表达及酶学性质

褐藻胶裂解酶是制备功能性寡糖的关键酶,以基因工程手段构建重组褐藻胶裂解酶,为实现褐藻胶裂解酶向商业酶转化奠定重要基础。以海洋弧菌SS-1总DNA为模板,运用PCR技术克隆得到褐藻胶裂解酶基因Alg,构建重组表达菌株E.coli BL21(DE5α)/p ET28a(+)-Alg,进行诱导表达,产物通过Ni-NTA resin亲和层析柱纯化,研究其酶学性质及酶解产物。结果表明,重组酶的最适pH为8.0,在pH 4.0~9.0范围内,30℃条件下保温2 h,仍能保持60%以上的相对酶活力;最适温度30℃,热稳定实验显示在高于30℃保温2 h其残余酶活力损失40%以上;在添加浓度1 mmol/L离子K~+、Na~+和Mg~(2+)显示对重组酶有明显的促进作用,Cu~(2+)、Fe~(3+)、Ba~(2+)、Fe~(2+)、Al~(3+)、SDS和EDTA等对该酶抑制作用明显;动力学参数Km为5.93 mg/mL,Vmax为826.44 mg/(mL·min);电离喷雾质谱(ESI-MS)分析其降解褐藻胶产物主要为小分子寡糖。重组酶是具有良好的酶学特性及有效的作用poly(M)降解产生低聚寡糖的双功能酶,可用于褐藻寡糖的制备。     

产琥珀酸丝状杆菌1,3-1,4-β-葡聚糖酶基因在毕赤酵母中的表达

为实现瘤胃细菌产琥珀酸丝状杆菌(Fibrobacter succinogenes)1,3-1,4-β-葡聚糖酶基因(FsGLU)的高效表达,开发新的饲用β-葡聚糖酶资源,根据毕赤酵母对密码子的偏爱性、G+C含量等特点,对FsGLU基因进行密码子优化,然后合成优化后的1,3-1,4-β-葡聚糖酶基因(FsGLUm),转化毕赤酵母GS115,以甲醇诱导表达并对重组FsGLUm的酶学特性、底物特异性和对消化酶的耐受性进行了研究。结果表明:摇瓶水平条件下,以甲醇诱导表达48 h时,重组FsGLUm酶活性提高25.1%(P0.05)。在10 L发酵罐中诱导96 h后,重组FsGLUm的活性为6 424 U·mL-1,菌体湿质量和干质量达到274.6和123.6 g·L-1。酶学特性分析表明:纯化后的重组FsGLUm最适反应温度为37℃,最适反应pH值为5.0,比活性为10 397 U·mg-1。在温度低于37℃、pH 5.0~6.5时该酶具有较好的稳定性。底物特异性分析表明:重组FsGLUm可水解大麦β-葡聚糖和地衣多糖,不降解燕麦木聚糖、桦木木聚糖和羧甲基纤维素钠。在胃蛋白酶和胰蛋白酶共同作用60 min后,仍保留了50.5%的酶活性。结论:FsGLU基因在毕赤酵母GS115中实现了高效表达,重组FsGLUm作为饲用酶制剂具有潜在的应用价值。     

莫海威芽孢杆菌产壳聚糖酶的分离纯化及酶学性质分析

纯化从烟台海域沙质土壤分离得到的莫海威芽孢杆菌菌株amyP216来源壳聚糖酶,并对其进行酶学性质分析。以发酵液为原料,依次进行超声波破碎菌体、20%～70%硫酸铵分级盐析、纤维素DE-32阴离子交换层析、葡聚糖凝胶G-75过滤层析,得到壳聚糖酶。采用SDS-PAGE凝胶电泳测定分子量为30 ku,全波段扫描结果显示在324 nm处出现最高峰。然后对壳聚糖酶的酶学性质进行研究。结果表明,最适反应温度为55℃,且在一定范围内温度越低,其热稳定性越高;最适反应pH值为5.5,中性条件下酶活性最稳定;在金属离子中Mn~(2+)对其激活作用最明显,其他金属离子对其有抑制作用;该酶具有相对较好的底物特异性。     

黑木耳漆酶基因在毕赤酵母中的表达及其酶学性质研究

应用SignalP 3.0 Server软件对黑木耳漆酶基因lac1(GenBank No.AY450405)编码的蛋白质序列进行分析,发现在其N端存在18个氨基酸的信号肽序列。通过RT-PCR克隆了lac1基因,分别构建带有自身信号肽的lac1基因毕赤酵母表达载体pPICN-lac1和以α因子信号肽替换自身信号肽的lac1基因毕赤酵母表达载体pPIC9-lac。将这两个载体转化巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115细胞,获得基因工程菌GS115-pPICN-lac1与GS115-pPIC9-lac。SDS-PAGE分析和酶活性测定结果表明,在转化后者中漆酶基因得到了有效分泌表达,而在转化前者中漆酶基因未能得到有效分泌表达。进一步研究确定GS115-pPIC9-lac菌株液体发酵的最适pH为4.0,在此发酵条件下,其分泌表达的漆酶最高酶活为0.149U·mL-1。酶学性质研究表明,该酶的最适反应温度为40℃,最适反应pH为5.0,在最适反应条件下其pH稳定性和热稳定性均较好。     

浸麻芽孢杆菌β-葡聚糖酶基因在大肠杆菌中的表达

将含浸麻芽孢杆菌β-葡聚糖酶基因的重组克隆质粒进行亚克隆,用Bam HⅠ和XhoⅠ双酶切后,与相同酶切的表达载体pET-30a相连接,构建重组表达质粒,在大肠杆菌BL21中表达.蛋白质电泳结果表明在25.0 kD处有表达带,酶活力达60.4 U/mL,为出发菌的30多倍.酶特性研究表明:该酶的最适温度为50℃,最适pH为5.0～7.0;在50℃以下及在不同的pH下(pH 3.0～9.0)处理后较稳定.