蜡样芽孢杆菌W-3木聚糖酶xynA基因原核表达及其酶学性质研究

【目的】克隆蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)W-3菌株的木聚糖酶基因xynA并进行生物信息学分析,探究其异源表达及酶学特性。【方法】采用同源扩增法克隆xynA基因,构建原核表达载体pCola-xynA,转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞进行异源表达,通过镍柱亲和层析分离纯化并通过SDS-PAGE鉴定重组蛋白,利用在线软件对xynA蛋白进行生物信息学分析。以榉木木聚糖为底物探究xynA在不同温度、不同pH条件下的酶学性质。【结果】xynA基因全长642 bp,含1个完整的开放阅读框,编码213个氨基酸。序列比对结果显示,xynA和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)亚种FZB42木聚糖酶(AJD80562.1)相似性为96%,和类芽孢杆菌(Paenibacillus macerans)NBRC15307木聚糖酶(AAZ17386.1)及高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis)同家族木聚糖酶(WP-007407578.1)相似性为94%。xynA蛋白N-端含1个信号肽,理论等电点为9.42,分子质量为23.3 ku,蛋白结...     

中性植酸酶的克隆、表达、纯化及酶学性质研究

基于454高通量测序枯草芽孢杆菌I4全基因组,获得一个编码中性植酸酶的基因Bpp,该基因全长为1 149 bp,编码382个氨基酸组成的多肽,成熟蛋白的理论相对分子质量为42 590.将基因Bpp克隆到表达载体pET28a(+),并在大肠杆菌BL21( DE3)中表达,表达产物具有植酸酶活性,利用组氨酸标签纯化并初步研究其酶学性质.结果表明:酶作用的最适pH为7.5,最适温度为55℃,Km为38.76 mmol/L,Vmax为2.34 U/mg,比活力为6.054 U/mg,中性植酸酶活性依赖Ca2+.     

中性植酸酶的酶学性质研究

采用钒钼酸铵法对中性植酸酶的酶学性质进行了研究,并对酶活的测定条件进行了摸索。研究结果表明,该酶的最适反应温度为48℃;最适反应pH值为6.0;在pH值5.0～6.5之间有较大的活性区间;有较强的耐酸性,在pH值2.0～9.0之间处理1h仍有90%以上的活性;具有很强的耐热性,经湿热试验箱85℃、95%RH处理5min酶活能保存70%左右;Zn2+离子对酶活有一定的抑制作用,Mn2+离子对酶活有一定的激活作用;该酶抵抗胃蛋白酶的能力比较强,抵抗胰蛋白酶的能力较弱;该酶的米氏常数Km=0.563mmol/l,最大反应速度Vmax=6.250μmol/(mg·min)。     

贝莱斯芽孢杆菌的内切葡聚糖酶基因的克隆、表达及其酶学性质分析

本实验利用PCR方法扩增1株贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)源的内切葡聚糖酶基因(CMCase),插入到p ET32a(+)中构建重组表达大肠杆菌系统,对重组内切葡聚糖酶基因进行生物信息学分析以及酶学性质研究。结果表明:内切葡聚糖酶由499个氨基酸组成,预测分子量为55.02 ku,最大开放阅读框ORF约为1 500 bp。经诱导表达优化后,培养上清中可检测到内切葡聚糖酶酶活力为5.81 IU/mL,菌体中为1.61 IU/mL,诱导后原菌液直接超声破碎处理可达7.41 IU/mL,其酶活力为野生菌株的2.3倍。重组内切葡聚糖酶具有典型内切纤维素酶的特征,其最适酶反应温度和pH分别为50℃和6,在60℃条件下放置1 h相对剩余酶活力可保持在70%以上,在pH 6～10范围内可保持90%以上。Na~+、Mg~(2+)可以促进重组内切葡聚糖酶酶活力,而Co~(2+)、Hg~(2+)、Fe~(2+)等金属离子以及表面活性剂SDS则具有较强的抑制作用。由此可见,本实验在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达了内切葡聚糖酶,且该酶主要进行分泌表达,具有一定的耐热性和良好的pH稳定性。     

2个枯草芽孢杆菌源纤维素酶基因的克隆、融合表达及其酶学性质分析

本试验旨在构建不同纤维素酶的融合表达系统及探讨融合纤维素酶的酶学性质。利用PCR技术从实验室前期分离的枯草芽孢杆菌中分别扩增2个纤维素酶基因Cel42和Cel22,设计一段柔性接头(GSGGGS),通过酶切连接将2个纤维素酶基因构建在一个开放阅读框(ORF)内,插入到pET32a(+)中构建重组表达载体pET32a(+)-Cel42-Cel22,转化大肠杆菌BL21(DE3)进行诱导表达,并对其酶学性质进行研究。结果表明:本试验成功克隆了2个纤维素酶基因Cel42和Cel22,并构建了重组表达系统BL21(DE3)/pET32a(+)-Cel42-Cel22,十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)估计其分子质量约为101 ku,粗酶液中葡聚糖内切酶活性为57.62 U/mL,葡聚糖外切酶活性为32.57 U/mL。试验所得融合纤维素酶Cel42-Cel22的最适反应温度为50℃,最适反应pH为6.0,温度在30~70℃范围内时可维持70%以上的纤维素酶活性,pH在4.0~9.0范围内时可保持75%以上的纤维素酶活性,除Mn~(2+)外的其他金属离子对纤维素酶的活性均具有一定的抑制作用,其中Hg~(2+)和Cu~(2+)对的抑制作用较明显。由此可见,本试验在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达出了融合纤维素酶Cel42-Cel22,且该酶具有一定的活性,可适应较宽广的温度和pH范围,对金属离子敏感。     

高产中性蛋白酶芽孢杆菌的筛选鉴定及酶学性质研究

为了获得高产中性蛋白酶芽孢杆菌菌株,试验从不同环境样本中分离细菌并进行16S rDNA序列鉴定,利用酪蛋白琼脂培养基对产蛋白酶菌株进行初筛、福林酚法检测中性蛋白酶活性,结合形态学和分子生物学鉴定对高产中性蛋白酶芽孢杆菌菌株进行分类鉴定,通过对培养时间、温度和pH值的调节,研究该菌株的酶学性质。结果表明：成功筛选出1株贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)A1,该菌株具有较强产中性蛋白酶能力,中性蛋白酶活性为31.40 U/mL,所产中性蛋白酶的最适反应温度为50℃、最适pH值为7,在pH值=6～8时稳定性较好,对碱性环境有一定的耐受性,5.0 mmol/L的Ca²⁺和Mn²⁺对中性蛋白酶活性有显著促进作用(P<0.05),Zn²⁺和Fe²⁺对中性蛋白酶活性有抑制作用(P<0.05),Mg²⁺无明显作用。说明贝莱斯芽孢杆菌A1可以作为生产中性蛋白酶的备选菌株。     

枯草芽孢杆菌XY1905木聚糖酶酶学性质的初步研究

对从土壤中筛选到的一株枯草芽孢杆菌XY1905木聚糖酶的酶学性质进行了初步研究,结果表明:木聚糖酶测定的最佳条件是pH为6,反应时间10min,反应温度60℃;热稳定性很强,在80℃下保温1h,剩余酶活96.44%;对金属离子不敏感。     

纳豆芽孢杆菌NY-1产蛋白酶酶学性质研究

试验为研究纳豆芽孢杆菌NY-1产蛋白酶的酶学性质,在液体培养基中培养该菌株并获得粗酶液,之后分别在不同处理条件下对粗酶液中蛋白酶活性进行测定。结果表明,该酶最适反应温度为65 ℃,最适反应pH为9.0,45 ℃时有较好的热稳定性,pH 8.0~9.0有较好的pH稳定性。金属离子Mn²⁺和Zn²⁺对该蛋白酶活性有激活作用,Fe²⁺、Cu²⁺和Mg²⁺对酶活性有抑制作用。     

中性植酸酶及其基因工程研究

随着饲料工业和养殖业的迅猛发展，饲料中未被消化利用的植酸磷对环境的污染日益严重，能降解植酸磷的植酸酶(myo-Inositol-hexaphosphate phosphohydrolase，EC3．1．3．8)已成为饲用酶制剂研究的热点。以往植酸酶的研究主要集中在酸性植酸酶上，酸性植酸酶适用于胃pH值呈酸性的单胃动物以及少数鱼类如虹鳟等，但不适用于消化道为中性的淡水鲤科鱼类和畜禽消化道中呈中性的部位。     

耐热植酸酶的酶学性质研究

采用钒钼酸铵法对耐热植酸酶的酶学性质进行研究,结果表明,该酶的最适反应温度为65℃;最适反应pH4.0,pH2.0～5.5之间有较大的活性区间;有较强的耐酸性,pH2.0～6.5之间处理1h仍有超过90%的活性;具有很强的耐热性,干热处理对酶活没有影响;经湿热试验箱85℃和95%RH处理5min,酶活能保存约80%;金属离子和螯合剂对酶活没有明显的激活或抑制作用;该酶抵抗胃蛋白酶和胰蛋白酶的能力较强;该酶的米氏常数Km=1.737mmol/L,最大反应速度Vmax=52.632μmol/（mg.min）。     

昆虫抗真菌肽Thanatin基因的合成及原核表达

斑腹刺益蝽 (Podisusmaculiventris)抗真菌肽Thanatin是目前发现的 6种昆虫抗真菌肽之一 ,对真菌具有广谱的免疫诱导杀菌活性 ,由 2 1个氨基酸残基组成 ,对革兰氏阳性和阴性细菌也有一定的杀菌作用。根据已报道的抗真菌肽Thanatin基因的氨基酸序列 ,推导出cDNA序列 ,采用基因片段合成结合PCR扩增的策略 ,获得大量完整的Thanatin基因片段 ,通过T A克隆法克隆至pGEM TEasy载体 ,进行测序 ,结果证实合成的Thanatin基因与预期设计的完全一致。然后将其亚克隆至表达载体pET 2 1d中。经IPTG诱导表达后 ,采用RNA DNA点杂交和RT PCR检测具Thanatin基因插段的RNA转录表达活性 ,初步结果显示该融合表达产物对烟曲霉菌 (Aspergillusfumigatus)和绿色木霉菌 (Trichodermariricle) 2种病原真菌均有一定的抑菌效果     

昆明抗真菌肽Thanatin基因的合成及原核表达

斑腹刺益蝽（Podisus maculiventris）抗真菌肽Thanatin是目前发现的6种昆虫抗真菌肽之一，对真菌具有广谱的免疫诱导杀菌活性，由21个氨基酸残基组成，对革兰氏阳性和阴性细菌也有一定的杀菌作用。根据已报道的抗真菌肽Thanatin基因的氨基酸序列，推导出cDNA序列，采用基因片段合成结合PCR扩增的策略，获得大量完整的Thanatin基因片段，通过T－A克隆法克隆至pGEM-T Easy载体，进行测序，结果证实合成的Thanatin基因与预期设计的完全一致。然后将其亚克隆至表达载体pET-21d中。经IPTG诱导表达后，采用RNA－DNA点杂交和RT－PCR检测具Thanatin基因插段的RNA转录表达活性，初步结果显示该融合表达产物对烟曲霉菌（Aspergillus fumigatus）和绿色木霉菌（Trichoderma riricle）2种病原真菌均有一定的抑菌效果。     

枯草杆菌多重耐药基因bmr的克隆及原核表达

根据BenBank上已公布的多重耐药基因bmr的编码序列设计1对引物．以枯草杆菌基因组为模板，扩增出1170bp的DNA片段，将所得片段与pMD18T载体连接，转化到DH5α大肠杆菌中，成功地筛选到阳性克隆，其扩增片段测序结果与文献报道序列同源性达98．81％。将该片段定向克隆到pET-28a（＋）表达质粒中。提取质粒转化到BL21（DE3）中，经1mmol／l。IPTG诱导阳性菌．通过SDS-PAGE检测出bmr基因的表达产物。     

猪肌肉生长抑制素基因的克隆及原核表达

本试验旨在通过基因工程方法获得重组肌肉生长抑制素蛋白。根据基因库肌肉生长抑制素基因序列设计合成特异性引物,引物两端分别加上EcoRⅠ和SalⅠ酶切位点及保护碱基,提取汉普夏猪的骨骼肌总RNA,用RT-PCR方法扩增肌肉生长抑制素全长基因,并将其克隆到pMD18-T载体上,测序后EcoRⅠ和SalⅠ双酶切,克隆到pET-30a( )中,构建原核表达载体pET-30a-M,将重组表达质粒转化至E.coliBL21(DE3)中,诱导表达。结果表明,成功扩增出肌肉生长抑制素全长基因;克隆载体经过DNA序列测定,所得基因与国外报道的完全一致;成功构建原核表达载体pET-30a-M;经IPTG诱导,表达出了6×His-M融合蛋白,用组氨酸标签抗体做Western印记证明产物大约48 ku,与预期大小相符,肌肉生长抑制素蛋白在大肠杆菌中成功的进行了表达。     

猪卵泡抑素基因成熟肽序列的克隆及其在大肠杆菌中的表达

根据猪卵泡抑素(follistatin,FS)基因编码区序列(GenBank登录号:M36512.1)设计并合成1对引物,经PCR扩增获得了FS基因成熟肽序列,将其克隆入pMD18-T载体并转化E.coli DH5α感受态细胞,进行PCR、双酶切及测序验证。然后将其克隆到表达载体pRSET-A的BamHⅠ和HindⅢ酶切位点之间,构建重组质粒pR-FS并转化E.coli BL21(DE3) 感受态细胞,再经PCR、双酶切和测序验证。转化重组质粒pR-FS的重组菌经IPTG诱导后的表达产物进行SDS-PAGE分析,分子质量与预期相符,为26.1 ku左右,经0.2 mmol/L IPTG诱导3 h之后表达量达到最高,约占总菌体蛋白的30%。表达产物可经Ni-NTA凝胶纯化。以上结果表明正确完成了猪FS基因成熟肽序列的克隆及其在大肠杆菌中的表达及纯化。     

桑树黄化型萎缩病植原体溶血素基因MDPH的克隆及生物信息学分析和原核表达

溶血素为细菌分泌的能够使细胞溶解的毒素,是病原菌重要的毒力因子。利用同源克隆技术得到桑树黄化型萎缩病植原体溶血素全长基因,命名为MDPH(GenBank登录号:HQ891118)。MDPH全长717 bp,编码238个氨基酸,预测蛋白质分子质量为27.3 kD,等电点为9.29,氨基酸序列与其它植原体中已分离的溶血素有很高的同源性。蛋白质序列结构预测表明:MDPH的二级结构中富含α-螺旋,其次为β-折叠和无规卷曲,而β-转角仅占5.46%。对蛋白质序列的理化特征预测表明:MDPH有多个亲水和疏水区域,且疏水性强于亲水性;易形成跨膜螺旋,具有7个显著跨膜结构区;蛋白的抗原性较强,不含有明显的信号肽序列,为非经典分泌蛋白。将MDPH的编码区插入原核表达载体pET30a(+),并转化到E.coli BL21中,经过IPTG诱导,MDPH在BL21菌株中成功表达。研究结果为深入探讨MDPH的功能及植原体的致病机制奠定了基础。     

单增李斯特氏菌溶血素基因的克隆及原核表达

参考GenBank收录的单增李斯特菌Hly基因序列,设计1对引物,采用PCR技术扩增出单增李斯特氏菌的溶血素基因Hly(不含有信号肽部分),得到一条1590bp的条带。将其连入pMD18-T载体,经酶切、PCR鉴定和序列测定法进行鉴定。测序正确后,将该基因插入到pET-28a中构建原核表达载体pET-28a-sHly,将重组质粒转化到大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导,将诱导产物用SDS-PAGE和Western-blot鉴定。结果显示,Hly基因可以在大肠杆菌中获得表达,表达产物分子质量约为65kU,与预期蛋白质分子质量大小一致。经Western-blotting鉴定可知,诱导表达产物以可溶形式存在,可被兔抗LM阳性血清特异识别,具有较好的抗原活性,为进一步研制基于溶解素蛋白的诊断抗原和特异性单克隆抗体,开展LM的致病与免疫机理研究奠定基础。     

1株产碱性木聚糖酶的芽胞杆菌的分离鉴定及其相关研究

分离到1株产碱性木聚糖酶的革兰氏阳性菌株,通过菌落形态及16srDNA序列同源性分析,确定该菌株为短小芽孢杆菌。生长条件和产酶条件研究结果显示,最适温度和pH分别为50℃和pH8·0。培养基优化试验显示在有机和无机混合氮源条件下(NH4NO30·57%;牛肉膏1%;蛋白胨0·5%;酵母提取物0·5%;木聚糖0·5%)木聚糖酶产量达到最高(180U/mL)。酶学试验表明最适反应条件为50℃,pH8~9;在pH9的条件下,孵育120min时仍具有75%的活力,表明该酶具有较强的碱耐受性。     

蚓激酶成熟肽的原核表达及纯化

应用PCR技术扩增获得蚓激酶成熟肽基因，并按相应的阅读框架克隆入表达载体pGEX-4T中谷胱甘肽S-转移酶（GST）的下游。重组质粒转化大肠杆菌Rosetta株，分别在1．0mmol／LIPTG、37℃和0．1mmol／L IPTG、28℃条件下诱导，蚓激酶成熟肽-GST融合蛋白获得了高效表达，且后者得到了可溶性蛋白。经SDS-PAGE证实所表达的融合蛋白产物相对分子量与预期的53kD相符。并且以等电点和亲和层析的方法对表达出的可溶性蛋白进行了纯化。     

BPV1贵州株L1基因序列分析及原核表达

为表达牛乳头瘤病毒1型贵州株(BPV1-GZLZ株)衣壳蛋白L1基因,采用PCR方法从贵州省六枝特区某规模化养牛场疑似病牛的皮肤肿瘤病料样品中扩增BPV1 L1基因,克隆至p MD19-T载体,测序后进行生物信息学分析;同时将BPV1-GZLZ株L1基因克隆于原核表达质粒p ColdⅠ中,经IPTG诱导L1蛋白表达,并对重组蛋白进行SDS-PAGE和Western blotting分析。生物信息学分析显示,BPV1-GZLZ株L1基因核苷酸序列长为1488 bp,编码495个氨基酸,分子结构式为C2484H3884N678O737S16,理论等电点(PI)为8.68,二级结构主要包括α-螺旋、无规则卷曲和β-折叠为主,无跨膜结构域和信号肽; BPV1-GZLZ L1基因序列与BPV1参考株的核苷酸和氨基酸同源性均为99.8%,处在同一遗传进化分支,且与BPV13和BPV2、BPV2-GZ01的亲缘关系较近; Western blotting结果显示,经IPTG诱导的重组表达蛋白能与His单抗产生特异性反应,条带为55.6 kD左右与SDS-PAGE结果一致。研究表明,试验构建了BPV1-GZLZ株L1基因原核表达载体并成功表达。