丝氨酸羟甲基转移酶活性测定及酶学性质研究

通过测定苯甲醛在279 nm处的吸光度来确定丝氨酸羟甲基转移酶的活性,利用单因素试验分析Escherichia coli SRZ018菌株最适产丝氨酸羟甲基转移酶的条件。结果表明,最适产酶条件为p H 8.0,反应温度50℃,CTAB为0.03 g/L,DL-β-苯基丝氨酸浓度为200μmol/L,PLP浓度为50μmol/L,该条件下丝氨酸羟甲基转移酶的活性最高达到0.881 U/mg。     

植物SHMT基因家族研究进展

丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)是植物细胞代谢和光呼吸作用的关键酶,对丝氨酸和甘氨酸反应起着催化作用.SHMT基因家族是存在于胞质和线粒体中结构和功能上非常相似的编码SHMT蛋白的一类基因.对SHMT基因在植物体中的分类及表达、SHMT基因的克隆、SHMT基因逆境表达机理及其在植物保护领域中的应用等研究进展进行了综述,旨...     

Methylocorus sp. MP 688菌株glyA基因体外表达及功能研究

Methylocorus sp. MP 688 菌株具有高产吡咯喹啉醌的特性而应用于工业生产当中。分析其全基因组及代谢通路,发现在C1固定中丝氨酸循环起到重要的生理作用。为了研究丝氨酸循环中glyA基因是否具有表达丝氨酸羟甲基转移酶(serine hydroxymethyltransferase,SHMT)活性及基因缺失是否会对菌株生命活动产生影响。采用体外表达方式,纯化并检测glyA基因产物SHMT酶是否具有催化活性。通过双交换实验进行glyA基因敲除,探究glyA基因缺失是否会对菌株产生影响。结果表明,glyA 基因成功在体外表达,双交换敲除实验证明glyA基因作为关键基因存在,其缺失或可致死。此外,SHMT酶在35 ℃,pH值7.5缓冲体系中酶促效率最高,还原剂β-巯基乙醇对SHMT酶催化活性具有促进作用。     

来源于枯草芽孢杆菌的漆酶cotA基因克隆与表达及其酶学性质研究

漆酶作为一种含铜离子的多酚氧化酶,在环境保护、生物能源、食品工业和纸浆漂白等工业中有重要的应用价值。从枯草芽孢杆菌168菌株中克隆漆酶cotA基因,全长1 542 bp,编码513个氨基酸,外加一个终止密码子。将该基因在大肠杆菌Transetta（DE3）菌株中通过微好氧发酵法进行异源表达和纯化,获得的重组酶蛋白CotA的最适反应温度为60℃,最适pH为4.5。该酶在60℃具有较好的热稳定性,保温90 min后仍有71.70%的剩余酶活。最适反应条件下,重组酶对ABTS的Km为63.9±5 μmol/L,kcat为39.1±1/s,最大反应速率为0.005 μmol/L·min·mg,且在最适反应条件下,微好氧发酵法获得的重组酶蛋白CotA的比活（557.8 U/mg）是低温诱导法（0.2 U/mg）的2 655.4倍。因此,通过微好氧发酵法可以显著提高重组漆酶CotA的比活力。     

苎麻咖啡酰辅酶A甲基转移酶基因原核表达及其结构分析

为了研究苎麻木质素合成关键酶——咖啡酰辅酶A-甲基转移酶(CCoAOMT)基因编码的酶蛋白,了解其结构特点;采用原核表达系统——大肠杆菌表达系统pQE,对苎麻CCoAOMT cDNA编码区进行了高效表达,获得了分子量为29.4kD的苎麻CCoAOMT融合蛋白。采用SwissModel服务器模拟构建了该酶蛋白的空间结构。并利用InsightII软件包中的Docking模块构建了该酶蛋白与辅酶Sinapoyl、SAH和Ca2 相互作用的复合物的结合模型,并利用Discover模块对模拟的结构进行结构优化。可以推知所克隆的苎麻CCoAOMT cDNA编码了咖啡酰辅酶A甲基转移酶,具有O-甲基转移酶蛋白典型的催化功能,参与苎麻木质素单体前体的甲基化反应。     

苹果实生树阶段转变过程中丝氨酸羟甲基转移酶的变化

用酶联免疫(ELISA)法和免疫组织化学方法(IHC)检测5年生苹果实生树不同节位的丝氨酸羟甲基转移酶(sHMT)的变化.结果表明,此酶只存在苹果实生树营养牛长期的叶片中,而在童期的叶片和生殖生长期的叶片中含量极低或检测不到.SHMT在苹果实生树阶段转变过程中存在差异表达.     

枯草芽孢杆菌纤溶酶植物根系分泌表达生物反应器模型的建立

[目的]枯草芽孢杆菌纤溶酶是一种碱性丝氨酸蛋白水解酶,具有强烈的纤溶活性,临床上可用于预防和治疗血栓栓塞性疾病,可用于开发新型溶栓药物。[方法]该研究采用PCR法克隆枯草芽孢杆菌纤溶酶基因及其前导肽序列,通过农杆菌介导转化野生型拟南芥,并利用纤维蛋白平板法检测BSFE纤溶活性。[结果]通过农杆菌介导转化获得转BSFE基因拟南芥,PCR检测证实BSFE基因已在转基因拟南芥基因组内整合,纤溶活性检测进一步证实BSFE可在转基因拟南芥体内表达,并可通过组织及根系分泌型表达,建立植物组织及根系分泌表达外源蛋白的系统模型。[结论]该研究为进一步阐明外源蛋白分泌表达机理及建立植物根系分泌生物反应器提供依据。     

植物丝氨酸羟甲基转移酶及其生理作用研究进展

丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)在自然界中普遍存在,它的生理学功能是催化丝氨酸和甘氨酸之间可逆的互换。SHMT的催化反应是氨基酸和核酸代谢的连接点,在氨基酸的工业生产和植物的光呼吸过程中,SHMT也是一个关键酶。最近通过使用核磁共振(NMR)技术和基因工程技术阐明了SHMT的很多酶学性质以及它在植物不同组织中的生理作用,对这些研究成果进行了总结。     

茶树类黄酮O-甲基转移酶基因的克隆及原核表达分析

【目的】克隆茶树（Camellia sinensis） 的一个类黄酮O-甲基转移酶基因,并对其进行生物信息学分析,构建该基因的原核表达载体,在大肠杆菌中诱导表达融合蛋白,为进一步研究其酶学特性和调控茶树中甲基化类黄酮物质的代谢机理奠定基础。【方法】采用同源克隆法,以从茶树叶片中提取的总RNA为模板,结合RT-PCR与RACE克隆技术获得该基因cDNA全长,测序正确后将该基因片段连接到原核表达载体pET-28a中,转化大肠杆菌BL21并诱导表达。【结果】该基因cDNA全长为1 246 bp,其开放阅读框为1 077 bp,编码358个氨基酸,推测的蛋白分子量为40.2 kD,理论等电点为5.62;其核苷酸编码序列与葡萄和毛果杨的类黄酮O-甲基转移酶基因相似性分别为80%和81%;经IPTG诱导和SDS-PAGE检测,所构建的原核表达载体表达的融合蛋白与预期蛋白相符合。【结论】利用RT-PCR与RACE克隆技术从茶树叶片中克隆得到了一个类黄酮O-甲基转移酶基因,成功构建了原核表达载体,并使其在大肠杆菌中得到了高效表达。     

蓖麻DNA甲基转移酶序列与基因表达分析

植物DNA甲基化是与调控基因表达、保护基因组免受逆境胁迫等相关的表观遗传现象,其中关键酶DNA甲基转移酶催化DNA序列维持甲基化和从头甲基化。本研究基于蓖麻全基因组、利用生物信息学分析方法、结合转录组数据和RT-PCR半定量表达分析,鉴别出蓖麻DNA甲基转移酶氨基酸序列的结构特征、系统发生和表达形式。结果如下:通过同源序列BLAST从蓖麻基因组数据库中获得8个DNA甲基转移酶基因;系统进化分析将8个蛋白分为4个亚家族:2个MET同源蛋白、2个CMT同源蛋白、3个DRM同源蛋白和1个DNMT2同源蛋白,进一步发现DNA甲基转移酶在系统进化上较为保守,分化发生在单双子叶植物分化之后;亚细胞定位分析发现8个DNA甲基转移酶都定位在细胞核中;蛋白结构域比对结果显示8个蛋白的C端催化结构域都有6个保守motif参与甲基化修饰催化功能,表明蛋白具有基本的催化甲基化功能,而N端调节功能域的差异将蛋白分为四类,其中Rc DNMT2缺少N端调节结构域;结合转录组数据和RT-PCR半定量表达分析发现蓖麻DNA甲基转移酶基因(除Rc DRM2外)在发育胚乳中相对其他检测组织高表达,推测是该时期的胚乳低甲基化诱导甲基化基因高表达。该结果有助于全面了解蓖麻DNA甲基转移酶特征及为从表观遗传深入开展蓖麻品种改良具有重要理论指导作用。     

干旱胁迫下外源褪黑素对烟草幼苗生理特性的影响

为了揭示外源褪黑素(MT)提高烟草抗旱能力的生理效应,以豫烟10号为供试材料,采用水培实验,探究了干旱胁迫下不同浓度(50μmol/L、100μmol/L、200μmol/L、500μmol/L) MT对烟草幼苗膜脂过氧化物、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性及光合特性的影响。结果表明:干旱胁迫对烟草幼苗的生理功能造成严重损害,50μmol/L和500μmol/L MT处理对干旱胁迫的缓解效果不佳,而100μmol/L MT处理能够提高叶绿素含量和光合速率,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,清除活性氧自由基,降低丙二醛(MDA)含量,增加可溶性蛋白和脯氨酸渗透调节物质的积累,提高叶片含水率,降低失水率,有效缓解了干旱胁迫的伤害。     

粗糙脉孢菌GH45家族内切纤维素酶基因ncGH45在毕赤酵母中表达及重组酶的性质表征

纤维素酶作为一种重要的糖苷水解酶,在生物质能源生产、饲料、造纸、洗涤和纺织领域都有着非常广泛的应用。粗糙脉孢菌来源的GH45家族内切纤维素酶基因(nc GH45)全长935 bp,包含一个53 bp的内含子(339-391),编码272个氨基酸,包括一个N-端的GH45家族催化结构域和C-端的1家族碳水化合物结合结构域。该基因在毕赤酵母中得到了分泌表达,且表达蛋白条带单一,酶活性达到20 U/m L。重组酶r Nc GH45的最适p H为4.5~5.0,最适温度为60~65℃,并且在较宽的p H范围(p H 4.0~8.0)和温度范围(30~70℃)都能维持75%以上的酶活。在37℃和50℃,p H 3.0~11.0都有着非常好的稳定性;该酶的热稳定性非常好,在70℃和80℃处理2 h还能剩余89.6%和77.7%的酶活,即使在沸水中煮10 min还能剩余10%的酶活。r Nc GH45的最适底物是地衣多糖(1 116.0 U/mg),其次是大麦葡聚糖(754.2 U/mg)和CMC-Na(254.6 U/mg),对大麦葡聚糖和CMC-Na的动力学常数Km和Vmax分别为6.26 mg/m L和997.4μmol/mg·min,19.96 mg/m L和722.1μmol/mg·min。水解产物分析结果表明,r Nc GH45对多糖的水解产物主要是纤维五糖,对寡糖的最小作用底物是纤维三糖,而对纤维二糖没有作用。对纺织品脱毛实验的结果表明,酶的添加量为10 U时,减量率为1.55%。上述结果表明成功构建了r Nc GH45高效表达工程菌株,表达的重组蛋白性质优越,有着良好的工业应用前景。     

飞蝗葡萄糖胺-6-磷酸-N-乙酰转移酶的特性及生物学功能

【目的】研究飞蝗葡萄糖胺-6-磷酸-N-乙酰转移酶（glucosamine-6-phosphate-N-acetyltransferase,GNA）的特性及生物学功能,为探讨飞蝗表皮几丁质的合成机制及研发新型绿色环保杀虫剂提供实验依据。【方法】采用生物信息学方法,在飞蝗EST数据库中搜索GNA的cDNA序列,并与其它物种GNA序列进行同源比较;设计飞蝗GNA特异性表达引物,分析5龄第2天不同组织样品间的表达差异及5龄第1 天至第7 天表皮中GNA表达量的变化;构建pET-28a（+）蛋白表达载体,在大肠杆菌E. coli BL21（DE3）菌株中表达GNA重组蛋白,Ni柱亲和纯化重组蛋白并分析重组蛋白的酶学活性;通过RNA干扰研究GNA的生物学功能。【结果】飞蝗GNA与其它物种GNA的氨基酸序列一致性很高,结合底物GlcN6P的氨基酸残基完全一致,说明不同物种间GNA非常保守;飞蝗GNA组织特异性分析显示其在表皮、脂肪体及肌肉中表达量较高;飞蝗5龄表皮的发育变化表明,GNA在刚蜕皮后的表达量最高,之后逐步降低;飞蝗GNA重组蛋白在大肠杆菌E. coli BL21（DE3）菌株中成功表达,经过Ni-NTA柱纯化得到单一目的条带,酶学特性研究表明飞蝗GNA重组蛋白的最适反应温度为37-50℃,最适pH为8.0-9.5;测定了飞蝗重组GNA的Km值,当D-GlcN6P的浓度为200 μmol•L-1时,Acetyl-CoA的Km=133.60 μmol•L-1;当Acetyl-CoA的浓度为200 μmol•L-1时,D-GlcN6P的Km=42.43 μmol•L-1;飞蝗GNA的RNA干扰结果显示,GNA的表达能够被有效沉默,但蜕皮及发育未受影响。【结论】飞蝗GNA与其它物种的GNA氨基酸序列一致性很高;用该序列原核表达的重组蛋白具有葡萄糖胺-6-磷酸-N-乙酰转移酶的活性;飞蝗GNA被干扰后未观察到对飞蝗蜕皮及发育产生影响,推测存在N-乙酰葡萄糖胺激酶（GlcNAc kinase）补救途径催化产生GNA的底物N-乙酰葡萄糖胺-6-磷酸（GlcNAc6P）,用于几丁质的合成。     

黄单胞杆菌纤维素酶的原核表达及固定化研究

从野油菜黄单胞杆菌(Xanthomonas campestris pv.Campestris)中PCR克隆得到删除信号肽的纤维素酶基因engXCAΔSP,并成功使用CPEC(circular polymerase extension cloning)方法构建了原核表达载体pET28a-engXCAΔSP;将该载体转入大肠杆菌rosetta(DE3)中,用IPTG诱导蛋白质的表达;通过Ni-NTA树脂非变性亲和纯化到了较纯的蛋白。SDS-PAGE电泳结果表明:engXCAΔSP基因编码出约50 kD的蛋白质ENGXCAΔSP。然后对该酶成功进行了固定化。该酶比活为60 U.mg-1,固定前后最适温度为53℃与62℃,最适pH为5.4与5.8,动力学常数分别为Vmax:411μmol.mL-1.h-1与383μmol.mL-1.h-1,Km:0.2500%与0.3125%。     

一种酸性木聚糖酶在毕赤酵母中的分泌表达及体外活性评价研究

通过构建硫色曲霉酸性木聚糖酶基因xynA串联双拷贝工程菌,提高酶的发酵活力。10 L发酵罐中,双拷贝菌株发酵活力达3 574 U/mL。重组木聚糖酶的最适催化温度为50℃,最适反应pH为2.2~3.4,在pH 1.7的酸性缓冲液下保持100 min,酶活残留70%以上。重组木聚糖酶对胃蛋白酶和胰蛋白酶也具有较好的耐受性。该木聚糖酶在低pH条件下的高催化活性、耐酸性及蛋白酶耐受性,使之具有较好的应用前景。通过体外模拟猪胃肠道环境以快速评价重组酶的作用效果。试验以小麦型日粮作为基础日粮,设计4个处理组,重组酶的添加量分别为0 U/kg、2 000 U/kg、4 000 U/kg和6 000 U/kg,每个处理5个重复,使用SDS\|Ⅱ单胃动物仿生消化系统模拟猪的胃肠道环境消化试验日粮,消化后的残渣烘干后测定其总能、粗蛋白质、中性洗涤纤维含量以计算其消化率。结果表明,添加重组酸性木聚糖酶显著提高了总能、粗蛋白质（线性和二次;P<0.01）和中性洗涤纤维的消化率（线性和二次;P<0.05）。重组酶的最适宜添加量为4 000 U/kg。     

块茎形成期浇灌稳态铁盐对马铃薯生理和产量的影响

为研究铁盐对马铃薯生理和产量的影响及作用机制,在块茎形成期对盆栽种植马铃薯浇灌不同浓度(10 μmol/L、100 μmol/L、1 000 μmol/L)稳态铁盐,测定叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量、叶绿素相对含量、叶绿素荧光动力学参数（PSⅡ最大光化学量子产量Fv/Fm）、单株产量、单株块茎干物质重量和块茎干物质铁含量等。研究表明：施加稳态铁盐能够促进马铃薯生育后期株高生长,提高叶片SOD活性和叶绿素相对含量;铁盐施入初期叶片MDA含量显著升高,而在生育后期显著降低;在铁盐施入初期Fv/Fm显著降低,而生育后期则相反。施加中、低浓度（100 μmol/L、10 μmol/L）铁盐有利于提高单株产量,100 μmol/L铁盐可分别显著提高东农310和东农311单株产量39.6%和37.3%,10 μmol/L铁盐可显著提高东农312单株产量37.8%。100 μmol/L铁盐可提高单株块茎干物质重量12.4%~31.9%,而高浓度（1 000 μmol/L）铁盐则会降低单株块茎干物质重量。施加不同浓度的铁盐均可提高块茎干物质铁含量,中、高浓度（100 μmol/L、1 000 μmol/L）铁盐作用效果显著。     

猪圆环病毒2型ORF4基因的原核表达及多克隆抗体的制备

猪圆环病毒2型（PCV2）是引起断奶仔猪多系统衰竭综合征（PMWS）的主要病原,ORF4是PCV2中继ORF1,ORF2,ORF3之后的第四大开放阅读框。本研究以提取的PCV2基因组为模板经PCR扩增获得ORF4基因（386~565 nt）,并克隆到pGEX\|4T\|1表达载体上,构建pGEX\|4T\|ORF4表达载体。经PCR和测序鉴定后,将重组质粒转化受体菌BL21诱导表达并进行目的蛋白GST\|ORF4纯化,然后用纯化的蛋白免疫新西兰兔,在免疫期间采血并用间接ELISA对多抗血清进行效价测定。SDS\|PAGE电泳检测结果表明,重组质粒成功表达了目的蛋白。ELISA检测结果显示抗体效价达到1∶12 800以上。Western blot分析表明ORF4融合蛋白具有很好的免疫原性,获得的抗体可以和大肠杆菌表达的GST\|ORF4融合蛋白特异性反应。     

Bispora sp.MEY-1来源的嗜酸海藻糖酶TreA酶学性质研究

酸性海藻糖酶作为生物催化剂在生物工业中广泛应用,挖掘酶学性质优良的酸性海藻糖基因具有重要意义.从Bispora sp.MEY-1 中成功克隆出一个酸性海藻糖酶基因TreA,并在毕赤酵母GS115 中实现高效表达.对纯化后的酸性海藻糖酶TreA进行酶学性质鉴定,其最适pH 为4.0,在pH 2.2～5.0范围内,该酶能够...