基于全基因组序列预测里氏木霉QM6a的分泌蛋白

里氏木霉(Trichoderma reesei)QM6a为重要的产纤维素酶工业生产菌株,为明确其内存在的分泌蛋白,对该菌分泌蛋白进行预测,并明确其特征。利用SignalP、ProtComp等5个软件对该菌中9 143条蛋白质序列进行分泌蛋白预测,并对上述分泌蛋白的氨基酸大小分布情况、信号肽长度及其切割位点等性质进行分析。里氏木霉中含有分泌蛋白356个,其氨基酸长度、信号肽长度与其他植物病原菌不同;信号肽切割位点属于A-X-A类型,与其他已经报道的植物病原真菌、细菌以及卵菌中分泌蛋白信号肽切割位点一致。通过上述生物信息学分析方法有效地实现了里氏木霉分泌蛋白的预测,也证明了分泌蛋白的信号肽切割位点具有物种保守性特点。     

低纤维素酶背景里氏木霉菌株的构建和应用

丝状真菌里氏木霉（Trichoderma reesei）产生的纤维素酶主要包括纤维二糖水解酶和内切葡聚糖酶。在使用里氏木霉表达外源基因时，它们会形成较高的纤维素酶背景，而且其表达还可能会导致对细胞转录、翻译和分泌等相关资源的占用。应用CRISPR/Cas9技术，在体外组装Cas9/gRNA复合物并转化里氏木霉以定点敲除主要的纤维二糖水解酶cbh1基因，同时结合RNAi干扰技术来沉默主要的内切葡聚糖酶eg2基因，以期一步构建里氏木霉低纤维素酶背景的表达系统。获得了一株纤维素酶表达显著下降的11号转化子SUS6。该转化子中，cbh1的表达完全消失，而eg2基因的表达水平较出发菌株SUS5降低了98%。以该转化子为宿主表达外源基因NfBgl3A，两个代表性转化子的β-葡萄糖苷酶酶活最高分别为172.4和79.3 U·mL^-1，远高于以出发菌株（高纤维素酶背景）为宿主表达β-葡萄糖苷酶酶活（两个代表转化子分别为11.6和31.9 U·mL^-1）。因此，构建低纤维素酶背景的菌株作为表达宿主，还可明显的提高某些异源基因的表达水平。     

低纤维素酶背景里氏木霉菌株的构建和应用

丝状真菌里氏木霉（Trichoderma reesei）产生的纤维素酶主要包括纤维二糖水解酶和内切葡聚糖酶。在使用里氏木霉表达外源基因时,它们会形成较高的纤维素酶背景,而且其表达还可能会导致对细胞转录、翻译和分泌等相关资源的占用。应用CRISPR/Cas9技术,在体外组装Cas9/gRNA复合物并转化里氏木霉以定点敲除主要的纤维二糖水解酶cbh1基因,同时结合RNAi干扰技术来沉默主要的内切葡聚糖酶eg2基因,以期一步构建里氏木霉低纤维素酶背景的表达系统。获得了一株纤维素酶表达显著下降的11号转化子SUS6。该转化子中,cbh1的表达完全消失,而eg2基因的表达水平较出发菌株SUS5降低了98%。以该转化子为宿主表达外源基因NfBgl3A,两个代表性转化子的β-葡萄糖苷酶酶活最高分别为172.4和79.3 U·mL^-1,远高于以出发菌株（高纤维素酶背景）为宿主表达β-葡萄糖苷酶酶活（两个代表转化子分别为11.6和31.9 U·mL^-1）。因此,构建低纤维素酶背景的菌株作为表达宿主,还可明显的提高某些异源基因的表达水平。     

里氏木霉RutC-30产纤维素酶条件优化研究

[目的]优化里氏木霉RutC-30产纤维素酶的液体发酵条件。[方法]以里氏木霉RutC-30为出发菌株,通过单因素试验研究培养基不同氮源(硫酸铵、尿素、蛋白胨)及浓度、不同碳源(纤维素、乳糖、甘油、葡萄糖)及浓度和不同的初始pH(3.0、4.0、5.0、6.0、7.0)对产酶的影响,在此基础上选取氮源、碳源和pH为影响因子采用正交试验探讨里氏木霉RutC-30产纤维素酶的优化条件。[结果]正交试验分析表明,各因素对产酶影响顺序依次为碳源>氮源>pH,里氏木霉RutC-30产纤维素酶的最佳条件是:以1%纤维素为碳源、以0.5%蛋白胨为氮源,初始pH值为4.0,在30℃产酶发酵培养5 d,纤维素酶活力高达7.303 U。[结论]里氏木霉RutC-30经优化培养后,产酶能力可得到大幅度提高,具有潜在的工业应用价值。     

瑞氏木霉中β-葡萄糖苷酶基因功能研究进展

瑞氏木霉(Trichoderma reesei)是研究纤维素降解的主要模式生物,具有很强的分泌纤维素酶的能力,但诱导纤维素酶基因转录表达的信号分子是什么,整个纤维素酶系的表达是如何被调控的等问题至今仍没有得到明确和合理的答案。初步的研究结果显示β-葡萄糖苷酶在纤维素酶诱导过程中具有重要作用。瑞氏木霉基因组序列测定结果表明,其胞内外存在7种β-葡萄糖苷酶。针对瑞氏木霉中β-葡萄糖苷酶的分类、结构特点、转录差异及其在纤维素酶快速诱导过程中的功能进行了综述和分析。     

黑曲霉葡萄糖氧化酶在里氏木霉中的分泌表达及其对内源纤维素酶表达的影响

目前饲料工业中所使用的纤维素酶和葡萄糖氧化酶来自不同的表达系统,其生产成本较高;而在同一种微生物宿主中同时表达这两种重要的饲料工业用酶则有可能会降低成本。根据里氏木霉中密码子的偏好性优化黑曲霉来源的葡萄糖氧化酶基因god,并利用DNA assembler方法构建pRS424-cbh1P-god-cbh1T质粒(p PGT质粒);通过PEG介导的原生质体转化法,将其转入里氏木霉Tu-6Δtku70尿嘧啶缺陷型菌株中,经筛选得到葡萄糖氧化酶酶活较高的一株转化子(2号),SDS-PAGE分析显示重组GOD的蛋白分子量大小约为70 k Da,进一步使用质谱确证了GOD得到成功表达。摇瓶发酵表明,2号转化子在微晶纤维素诱导92 h后,GOD酶活达到4.63 U/m L。该转化子的滤纸酶活、内切葡聚糖酶活和外切纤维素酶活分别为7.88 U/m L、2.58U/m L和0.84 U/m L,而出发菌株分别为6.79 U/m L、3.19 U/m L和0.57 U/m L,而β-葡萄糖苷酶由原来的0.66U/m L提高到1.65 U/m L(1.5倍)。实验表明,在里氏木霉中表达GOD能显著提高β-葡萄糖苷酶的酶活,也能使总体纤维素酶活得到提高。     

Traffic jams reduce hydrolytic efficiency of cellulase on cellulose surface

A deeper mechanistic understanding of the saccharification of cellulosic biomass could enhance the efficiency of biofuels development. We report here the real-time visualization of crystalline cellulose degradation by individual cellulase enzymes through use of an advanced version of high-speed atomic force microscopy. Trichoderma reesei cellobiohydrolase I (TrCel7A) molecules were observed to slide unidirectionally along the crystalline cellulose surface but at one point exhibited collective halting analogous to a traffic jam. Changing the crystalline polymorphic form of cellulose by means of an ammonia treatment increased the apparent number of accessible lanes on the crystalline surface and consequently the number of moving cellulase molecules. Treatment of this bulky crystalline cellulose simultaneously or separately with T. reesei cellobiohydrolase II (TrCel6A) resulted in a remarkable increase in the proportion of mobile enzyme molecules on the surface. Cellulose was completely degraded by the synergistic action between the two enzymes.     

里氏木霉纤维素酶水解稻草的研究

[目的]探讨碳氮源对里氏木霉发酵产纤维素酶的影响,以及纤维素酶水解稻草的条件。[方法]通过添加不同的碳源和不同浓度的酵母粉,探讨里氏木霉合适的发酵条件;使用不同添加量的纤维素酶对稻草进行酶解;分别利用纤维素酶、纤维素酶和木聚糖酶混合酶对稻草进行酶解反应。[结果]利用乳糖和稻草的复合碳源和12 g/L的酵母粉进行水解时,纤维素酶活性较高。酶解适宜的酶用量为每克稻草底物200 U的滤纸酶。用纤维素酶及木聚糖酶混合酶酶解稻草96 h的酶解得率为65.4%。[结论]该研究可为里氏木霉纤维素酶生产和酶解稻草的应用提供一定的依据。     

酶磨法处理玉米秸秆的糖化发酵研究

将纤维素酶、木聚糖酶分别与湿磨相结合对玉米秸秆进行了预处理,对不同料液浓度的酶磨玉米秸秆进行了糖化发酵研究。试验结果表明:当经纤维素酶、木聚糖酶酶磨处理的玉米秸秆料液的酶解浓度均为6%时,还原糖收率最高,分别为37.2%和33.5%;对酶解后的料液进行酒精发酵,发现在酶解料液浓度为11%时,酒精浓度最高,分别为3.0%和2.8%。     

国内细菌纤维素酶基因的克隆进展

随着能源问题日益突出,各国逐渐把对纤维素的降解研究作为一项重要的研究课题。而纤维素的酶降解是利用纤维素的一个有效途径。目前主要对真菌纤维素酶的研究日趋成熟,且真菌纤维素酶的活性比较高,像里氏木霉、绿色木霉、康氏木霉等。对细菌纤维素酶基因克隆方面的研究也有很多报道,但普遍认为细菌纤维素酶活性比真菌纤维素酶的活性低。而细菌作为世界分布最广的生物具有非常大的开发价值空间。文章主要介绍目前对细菌纤维素酶基因的克隆领域的研究现状,并作了一个简要的概括和分析。     

里氏木霉40359原生质体制备条件研究

对影响里氏木霉(Trichoderma reesei )40359原生质体制备和再生的条件:包括茵龄、水解酶液的种类及浓度、酶解温度、酶解时间、再生培养基的稳渗剂进行了研究.结果表明:当茵龄为12 h,采用2%纤维素酶和2%蜗牛酶混合液,酶解温度30℃,酶解时间2h,用0.6 mol·L-1蔗糖作再生培养基的稳渗剂,原...     

玉米秸秆发酵生产乙醇的工艺研究

[目的]研究玉米秸秆被稀硫酸预处理后,经纤维素酶转化,并利用混合茵发酵生产乙醇的工艺条件。[方法]以唐山丰润当年产玉米秸秆为研究对象,用1．0％的稀硫酸预处理,用里氏木霉生产纤维素酶,在纤维素酶、热带假丝酵母、酿酒酵母共同作用下采用同步糖化共发酵法生产乙醇。[结果]结果表明,纤维素酶生产的最适条件为：玉米秸秆由稀硫酸处理后,滤渣中添加适量营养,接入1．8×10^7～1．9×10^7个／g底物Tr／choderma reesei TJK-108孢子悬浮液,于30℃固态培养7d。最适发酵条件为：发酵温度31℃,发酵周期72h,转速120r／min,纤维素酶用量35IU／g（对底物）,热带假丝酵母与酿酒酵母的接种比2：1,酵母菌接种量为10％。在最适发酵条件下,乙醇产率为0．150g/g（乙醇／玉米秸秆）,比其他试验组产率都高。[结论]玉米秸秆是价廉易得和来源丰富的可再生资源和能源,被纤维素酶转化后可以生产乙醇部分替代石油,这不仅有利于环境保护和资源再利用,而且可减少温室气体的排放和缓解化石能源的危机。     

农杆菌介导法构建里氏木霉ura3基因突变体的研究

构建了ura3缺失基因载体pEMT-△ura3,采用农杆菌介导法转化里氏木霉QM9414,在含尿嘧啶核苷(1.87 mg.mL-1)和五氟乳氰酸(5-FOA,5 mg.mL-1)的筛选培养基上筛选转化子,经表型验证和PCR检测,获得ura3基因缺失突变体1株,ura3基因的同源重组率为16.6%。采用农杆菌介导法将黑曲霉的pyrA基因导入ura3基因缺失突变体中,使其回复野生型表型,从而建立了以pyrA基因作为筛选标记的里氏木霉受体菌株。     

利用稻草液体发酵产纤维素酶及酶粉提取的研究

利用摇瓶确定的优化培养基配方和产酶条件，在30 L罐中研究了里氏木霉HC -415菌利用稻草液体发酵产纤维素酶发酵液pH值、纤维素酶活性等随时间变化的动态规律，研究了发酵液纤维素酶的提取及得率等.所得未脱盐冻干纤维素酶粉CMC酶活性平均为355.0 IU/g， FPA平均为44.3 IU/g.相对发酵液得率平均为16.00 g/L.酶粉对发酵液CMC酶活性平均得率为77.16%， FPA酶活性平均得率为58.10%.     

纤维素酶提取工艺及酶学性质的研究

[目的]探讨纤维素酶的最佳提取工艺和最佳反应条件。[方法]以里氏木霉Rut C-30为发酵菌种,在30℃、摇床转速170 r/min条件下培养8 d,发酵生产纤维素酶,用盐析技术对粗酶液进行分离纯化,通过正交实验法探讨了纤维素酶的提取工艺条件。并以羧甲基纤维素钠酶活力为指标,对该酶的最佳反应条件和稳定性进行了研究。[结果]纤维素酶的最佳提取条件是:提取时间为16 h、盐析饱和度为70%、pH值为4.8。纤维素酶的最佳反应条件是:pH值为4.8、温度为60℃。酶在pH 3.6~7.0时较稳定,在78℃保温30 min下的残留酶活为50%。[结论]该研究为酶的工业化生产提供参考数据。     

Three-dimensional structure of cellobiohydrolase II from Trichoderma reesei

The enzymatic degradation of cellulose is an important process, both ecologically and commercially. The three-dimensional structure of a cellulase, the enzymatic core of CBHII from the fungus Trichoderma reesei reveals an alpha-beta protein with a fold similar to but different from the widely occurring barrel topology first observed in triose phosphate isomerase. The active site of CBHII is located at the carboxyl-terminal end of a parallel beta barrel, in an enclosed tunnel through which the cellulose threads. Two aspartic acid residues, located in the center of the tunnel are the probable catalytic residues.     

里氏木霉利用杂细胞产纤维素酶条件的研究

以里氏木霉 (Trichodermareesei)为产酶菌株 ,杂细胞为产酶诱导物 ,通过固态发酵生产纤维素酶。研究结果表明 :杂细胞、稻草粉、麸皮三者之比为 2∶4∶4,氮源为硫酸铵 (总氮量为 0 4% ) ,料水比为 1∶2 ,2 8～ 30℃恒温培养5d ,为最佳产酶条件 ,CMC酶活达 5 16 6 4IU/g干曲。在培养基中添加 0 1%的表面活性剂Tween 80对产酶无显著影响。纤维素酶作用的最适 pH4 85、温度 5 0℃。     

Enzymes of Trichoderma and other origin in biopreparation of cotton

Preparation and bleaching are among the most energy and chemical intensive steps of the traditional cotton finishing. About 75% of the organic pollutants arising from textile finishing are derived from the preparation of cotton goods. Biopreparation may be a valuable and environmentally friendly alternative to harsh alkaline chemicals for preparing of cotton. Different enzymes i.e. cellulases, pectinases, lipases and proteases have been tested for biopreparation. Many papers have been publishe…     

里氏木霉外源表达载体的构建

[目的]构建里氏木霉外源表达载体。[方法]以里氏木霉40359的CBHI启动子和终止子构建了里氏木霉40359外源表达载体,并用该表达载体成功表达了抗潮霉素B磷酸转移酶基因,得到6株可在含175 mg/L潮霉素的基础培养基上生长的抗性菌株;提取6株抗性菌株的DNA整合到里氏木霉菌株中,并对其进行潮霉素耐受性检测。[结果]6株抗性菌株的抗潮霉素能力比原始菌株提高了75%;转基因菌株的潮霉素抗性可以稳定遗传,证明表达载体构建成功。[结论]为开展里氏木霉分子生物学研究与遗传改造奠定了基础。