定点突变对低温脂肪酶活性和热稳定性的影响

使用在线预测软件PoPMuSiC-2.1对粘质沙雷氏菌菌株L1的脂肪酶(lipA)每个氨基酸突变后的去折叠自由能变化(ΔΔG)进行预测、筛选,用重叠延伸PCR法构建了2个脂肪酶突变体lipA-Asn86Glu、lipAAsn132Lys。经大肠杆菌表达和酶蛋白纯化后,对其酶学特性进行了表征。2个突变体和野生型的脂肪酶最适温度为30℃、最适pH值为8。与野生型相比,lipA-Asn86Glu的比酶活提高了8%,lipA-Asn132Lys的比酶活比野生型降低了19%;lipA-Asn86Glu在50℃下酶的半衰期与野生型相似,Km和Kcat值有所下降,而lipAAsn132Lys的50℃时半衰期、Km和Kcat都明显降低。上述结果为通过理性设计突变位点对酶进行分子改造,以提高酶活力或热稳定性,提供了借鉴和途径。     

R262K点突变将紫穗槐二烯合酶变为(3R)-(E)-nerolidol合酶

倍半萜合酶家族催化单一底物法尼基焦磷酸形成近300多种链式、单环、双环和三环倍半萜烯、醇,进一步的加工修饰产生种类更加繁多的倍半萜衍生物。详细了解倍半萜合酶产物特异性性决定机制将会为倍半萜合酶的理性设计,定向生成新型化合物打下基础。本研究利用定点突变技术,对紫穗槐二烯合酶RxR基序及相关的D300位点进行了点突变,发现保守基序中R262K单点突变后其酶促反应主产物为(3R)-(E)-nerolidol,而R262L突变使酶失去活性,R264K突变则对产物比例无影响,显示保守基序中第一个精氨酸在活性中心疏水环境的维持中非常关键。D300突变结果显示此氨基酸对酶的活性维持非常必要,结合R262突变结果,推测R262和D300间的非键相互作用对酶活性的维持起重要作用。由于RxR基序在倍半萜合酶家族中非常保守,因此其作用是否具有普遍性值得进一步验证。     

介孔分子筛固定化海藻糖合酶的研究

[目的]对介孔分子筛固定化海藻糖合酶进行研究。[方法]以基因工程菌所产海藻糖合成酶为材料,利用介孔分子筛MCM-41作为载体固定化海藻糖合成酶,并对固定化条件和固定化前后的海藻糖合酶性质进行比较研究。[结果]海藻糖合成酶可通过物理吸附法固定于介孔分子筛MCM-41孔道中,在pH为3,给酶量为62.5 mg/g的条件下,固定12 h时可得到最佳固定化效果;与游离海藻糖合酶相比,固定化后的海藻糖合酶pH稳定性和热稳定性明显改善,并具可重复操作性,有利于酶的使用和储放。[结论]该研究为开发新的固定化海藻糖合成酶提供了理论依据。     

海藻酸钙固定麦芽寡糖基海藻糖合酶的研究

比较麦芽寡糖基海藻糖合酶(MTSase)与其固定化酶的最适反应pH值、pH稳定性、最适反应温度和热稳定性。结果表明,固定化酶的最适反应pH值(5.5)较原酶(6.0)低,最适反应温度(65℃)较原酶(60℃)高,pH稳定性和热稳定性均较原酶高。     

296位氨基酸位阻效应影响黄花蒿没药醇合酶环化反应的起始

【目的】探究黄花蒿没药醇合酶第296位氨基酸突变抑制环化反应的机制。【方法】利用Quik Change?Multi Site-Directed Mutagenesis的方法将黄花蒿没药醇合酶的296位氨基酸残基由苏氨酸突变成异亮氨酸。原核表达,蛋白纯化后测定其催化特异性。【结果】黄花蒿没药醇合酶T296I体外催化(2E,6E)-法尼基焦磷酸主产物为非环化的法尼烯;但是将T296I蛋白与中间体(3R,6E)-橙花叔醇焦磷酸一起孵育时可生成环化的主产物α-bisabolol,野生型酶的天然产物。【结论】黄花蒿没药醇合酶T296I点突变进一步证明氨基酸残基的空间体积和立体化学是自然环化反应起始的控制关键,其位阻效应能够抑制法尼基焦磷酸向橙花叔醇焦磷酸转化。     

利用反向遗传技术对H_3N_2亚型流感病毒NA基因突变的研究

为了拯救出H3N2亚型流感病毒的重组新病毒,利用反向遗传学手段,8个质粒共同转染293T细胞,包装带有双点突变（第119位氨基酸由E突变为V,第222位氨基酸由I突变成L）、单点突变和野生型的流感病毒H3N2;在MDCK细胞中传代包装成的H3N2病毒。结果表明,野生流感病毒H3N2和其突变株包装成功,第119位氨基酸单点突变型滴度与野生型的相近,而第222位氨基酸单点突变和双突变型滴度要比野生型的低。本实验成功证明了H3N2神经氨酸酶上两个位点（第119和222位氨基酸）对病毒包装及复制起到关键的作用,且NA上第222位氨基酸相对于第119位氨基酸显得要更重要。     

Arg引入“Ser/Thr”平面对木聚糖酶XynⅡ热稳定性的影响

【目的】为了提高来源于宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)的高比活木聚糖酶XynⅡ的热稳定性,对其热稳定性影响因素进行改造。【方法】对木聚糖酶XynⅡ进行同源建模和序列比较,在XynⅡ的"Ser/Thr"平面引入精氨酸的四点诱变和五点诱变,对酶的热稳定性进行改造。【结果】获得的2个突变酶在热稳定性上较野生型酶均有不同程度提高,突变酶ST4、ST5的最适温度分别由原酶的50℃提高为52和55℃。55℃保温15 min,ST4、ST5的残留酶活性由原酶的20%提高为65%和75%;保温1 h,ST4、ST5的残留酶活性由原酶的15%提高为50%和65%。【结论】突变酶ST4、ST5在保持了XynⅡ优良性质的基础上,进一步提高了其热稳定性,具有更好的应用价值。     

高温海藻糖合酶释放处理条件及其酶学性质的研究

[目的]对从Bacillus sp.SN02004-01菌所产高温海藻糖合酶产酶特性进行研究。[方法]通过试验研究了菌株细胞的破壁处理工艺及所得细胞海藻糖合酶性质。[结果]以2%甲苯＋0.2%EDTA为破壁试剂,菌体浓度0.05g/ml,温度为35℃,150r/min处理3.0h为最佳处理条件;该细胞酶最适反应pH值7.0,最适反应温度为60℃;Cu2＋、Zn2＋对该酶有抑制作用。[结论]在最佳处理条件下获得最高酶活为54.05u/ml,提高了2倍,说明该酶具有很好的生物反应特性。     

人泛素结合酶UbcH5c活性突变体的构建·纯化以及催化活性研究

[目的]构建人泛素结合酶UbcH5c的活性位点突变体S22R和F62A,同时分析这2种突变体蛋白与野生型蛋白在泛素化反应中的活性差异。[方法]通过点突变(Site-Directed Mutagenesis)的方法构建2种突变体质粒,利用0.5 mmol/L IPTG分别诱导2种突变体蛋白在大肠杆菌中进行表达;将菌体超声破碎后,依次利用阳离子交换层析法对UbcH5c突变蛋白进行分离纯化,最后利用体外泛素化酶促反应结合蛋白免疫印迹杂交的方法分析野生型UbcH5c与其活性突变体UbcH5c S22R和UbcH5c F62A在泛素化修饰上的差异。[结果]人泛素结合酶UbcH5c的2个突变体蛋白S22R、F62A的泛素化修饰程度明显弱于野生型蛋白。[结论]突变体S22R和F62A突变均不同程度的改变了人泛素结合酶UbcH5c与泛素分子之间的结合活性,即2个突变的位点中第62位苯丙氨酸残基及第22位丝氨酸残基均是UbcH5c结合泛素的关键位点,而且后者对于UbcH5c结合泛素活性的影响更大。     

低叶绿素b水稻突变体的抗氧化酶系统研究

[目的]研究低叶绿素b水稻突变体抗氧化酶系统在缓解光氧化伤害中的作用。[方法]以低叶绿素b水稻突变体和野生型为材料,对其叶绿体中过氧化氢(H2O2)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性和同工酶谱进行了比较。[结果]与野生型相比,突变体叶片细胞及叶绿体中抗氧化酶SOD、POD和CAT的同工酶种类相对较多,酶活性相对较高;强光条件下,突变体叶绿体H2O2的含量低于野生型叶绿体。[结论]较强的内源活性氧清除系统减轻了强光下过剩光能对光合膜的光氧化伤害,是该突变体PSII具有较高稳定性的重要原因。     

分子模拟对接和定点突变提高10β–去乙酰巴卡亭Ⅲ乙酰氧基转移酶的活力

【目的】提高10β–去乙酰巴卡亭Ⅲ乙酰氧基转移酶(DBAT)活力,从而更高效地体外酶促合成巴卡亭Ⅲ。【方法】通过DBAT与其天然底物乙酰Co A的计算机分子模拟对接,选定C165W、N300I、F160C 3个氨基酸残基进行单点定点突变。突变基因经大肠埃希菌重组表达,突变重组酶特性经体外酶促反应测定。【结果】3种突变重组酶的相对分子质量为67 000;最适反应温度均为32.5℃,与野生酶DBAT一致;DBAT~(F160C)与DBAT的最适反应pH为7.5,略高于DBAT~(C165W)和DBAT~(N300I)的最适反应pH(7.0);DBAT~(C165W)、DBAT~(F160C)和DBAT~(N300I)的比活力与DBAT相比分别提高了61.5%、59.6%和19.2%,催化效率分别提高了55.4%、35.1%和2.9%,3种突变酶的米式常数(K_m)和最大反应速率(v_(max))均高于DBAT。【结论】疏水突变导致突变酶的比活力相比野生型均有显著提高,研究结果为体外高效酶促合成紫杉醇化学半合成的直接前体物巴卡亭Ⅲ奠定了基础。     

嗜热革节孢第十二家族内切葡聚糖酶的定点突变

纤维素酶有广泛的应用前景,探究纤维素酶的性质及其催化作用机制有重要意义。本研究对嗜热革节孢第十二家族内切葡聚糖酶steg1基因进行定点突变,研究突变对酶活性的影响。选择位于酶催化活性通道上的6个氨基酸位点(N35、W37、Y77、W128、Y145、N168)进行突变,得到8个突变酶(N35Q、W37H、Y77F、W128S、Y145F、Y145A、Y145W、N168Q)。结果显示,与野生酶WT相比,所有突变酶的活性降低,其中突变酶Y77F、W128S、Y145A的Km值和kcat值都降低;N35Q的Km和kcat值都升高;W37H、Y145F、Y145W、N168Q的Km值升高,kcat值降低。WT与突变酶的最适p H值为5.0,均保持不变。突变酶Y77F、N35Q的最适温度降低到50℃,WT和其余突变酶的最适温度为55℃。突变酶Y77F和N35Q在60℃处理10 min后分别保持49.34%和22.90%的活性,WT和其余突变酶在60℃处理10 min后都失活。本研究为探究内切葡聚糖酶的催化作用机理以及分子改造奠定基础。     

滑菇PholiotanamekoSW-01菌株产漆酶营养条件及部分酶学性质研究

[目的]探索滑菇PholiotarmmekoSW-01菌株产漆酶的最佳营养条件及其酶学性质。[方法]首先选取不同的碳源、氮源、pH、金属离子进行单因素试验,得到最佳培养基成分,进行四因素三水平的响应面分析。在酶学性质试验中,设置不同温度及pH,测定漆酶的最适反应温度、pH及热稳定性、pH稳定性。[结果]最适的碳源和氮源分别为葡萄糖和蛋白胨,最适pH为5,Cu2＋能显著提高漆酶的产量。响应面分析结果表明,最佳的产漆酶条件为葡萄糖42．50g／L,蛋白胨2．10g／L,pH5．47,cu2＋浓度1．67mmol／L,在此条件下漆酶活性为943．27U。在酶学性质试验中,漆酶的最适反应温度为30℃,最适反应pH为4．8。[结论]条件优化能显著提高滑菇漆酶产量。稳定性试验表明,漆酶对温度较敏感,对pH反应不敏感,在弱酸环境中能发挥较高的活性。     

香蕉果肉过氧化物酶初步纯化及特性研究

[目的]为控制香蕉POD引起的酶促褐变提供理论依据。[方法]采用饱和度70%硫酸铵盐析和DEAE-Toyopearl 650M离子交换柱层析分离纯化果肉POD,测定香蕉酶液中POD活性和蛋白质含量。[结果]香蕉提取酶液中POD被纯化了约7.3倍,回收率为33.8%。香蕉果肉POD对愈创木酚的Km值为5.98 mmol/L,其最适pH值为6.5,pH值稳定性为pH 6.0~10.0,最适反应温度为35℃。盐酸-L-半胱氨酸、抗坏血酸能显著地抑制香蕉果肉POD的活性,亚硫酸氢钠、植酸、柠檬酸也能有效地抑制该酶活性;而Cu2+对香蕉果肉POD则有明显的激活作用。[结论]香蕉果肉POD的热稳定性低于香蕉PPO热稳定性,其有效的化学抑制剂与香蕉PPO基本一致。     

养殖丁肝胰脏淀粉酶活性的初步研究

[目的]研究养殖丁(Tinca tinca L.)肝胰脏淀粉酶的基本性质。[方法]采用酶学分析方法研究丁肝胰脏淀粉酶的pH、温度、底物浓度、缓冲液及8种金属离子对其肝胰脏淀粉酶活性影响。[结果]淀粉酶最适pH为7.5,最适温度44℃,最适底物浓度0.4%,最适缓冲液为0.2 mol/L Tris-HCl缓冲液。在设定浓度范围内(10～50 mmol/L),K+、Na+对淀粉酶活力影响具有促进作用;Ca2+、Mg2+对淀粉酶活力也有促进作用;Fe3+在低浓度(10 mmol/L)表现为促进,高浓度(20～50 mmol/L)表现为抑制作用;Al3+、Pb2+、Ag+对酶活力具有抑制作用。[结论]结果为丁鱼岁的人工养殖和饲料优化,提供一定的理论依据。     

定点突变鉴定Myxococcus sp.V11麦芽糖基海藻糖水解酶MTHase的催化中心

[目的]麦芽寡糖基海藻糖水解酶(MTHase)是一种水解与α-1,1糖苷键相邻的α-1,4糖苷键,生成麦芽寡糖和海藻糖,是以淀粉为底物生产海藻糖工艺中的关键酶.实验室从菌株Myxococcus sp.V11基因组中克隆到麦芽寡糖基海藻糖水解酶基因并异源表达,通过氨基酸序列分析和三维建模,推测其可能的催化中心氨基酸残基构...     

鲤鱼2种脂蛋白脂肪酶基因的cDNA克隆、表达及其酶活性

为了对鲤鱼(Cyprinus carpio)2种脂蛋白脂肪酶(LPL1、LPL2)基因进行c DNA克隆以及表达和酶活性分析,测定了鲤鱼2种脂蛋白脂肪酶基因的组织表达特征,对这2种基因进行了原核表达,采用对硝基苯酚法比较了2种LPL的酶活性。克隆结果表明,鲤鱼LPL1和LPL2基因的开放阅读框分别为1 524 bp和1 503 bp,分别编码507个和500个氨基酸,氨基酸相似性为45.51%,LPL2氨基酸功能位点由~(83)N突变至~(83)K。实时荧光定量PCR结果表明:LPL1和LPL2均在肝脏中表达量最高,其次在心脏、脂肪、肌肉、脑、肾中,前肠表达量最低,在所有组织(器官)中LPL1的表达量比LPL2高。构建的原核表达载体LPLs-p EASY(E2),经IPTG诱导,在Transetta(DE3)细胞中表达了分子量分别为5.55×10~4、5.35×10~4的融合蛋白LPL1和LPL2。酶活性测定结果表明:LPL1和LPL2酶活性最适温度均为为35℃,最适p H均为8.0。LPL1酶活性高于LPL2,推测可能与LPL2的~(83)N位点突变所导致的N-糖基化位点缺失有关。〗     

Streptomyces lavendulae X33海藻糖合酶基因克隆及酶学特性

[目的]海藻糖是一种由2个葡萄糖分子以α,α-1,1-糖苷键连接的非还原性双糖,在生物制品的保护剂方面具有良好的应用前景.海藻糖合酶(Trehalose Synthase,EC.5.4.99.16)可通过转糖苷作用将麦芽糖转化成为海藻糖,该反应仅需一步,且所用原料低廉,在酶法生产海藻糖上显示出一定的应用潜力.对链霉菌S...     

嗜热革节孢内切葡聚糖酶EGⅠ中精氨酸Arg7的功能分析

本研究将嗜热革节孢GH45家族内切葡聚糖酶EGⅠ中的底物结合位点精氨酸Arg7进行饱和突变,测定其性质、动力学参数的变化,以期分析精氨酸Arg7的功能。结果表明,与原酶相比,突变酶R7A的K_m有所下降,R7P的k_(cat)显著性提高,但突变酶的k_(cat)/K_m均显著性降低。原酶的最适反应温度为50℃,突变酶R7C、R7P和R7V的则为40℃,其余突变酶的均为50℃。原酶于70℃下处理2 h具有61%的活性,相同处理条件下,突变酶R7F、R7H仍具有70%以上的活性,说明其热稳定性明显提高,R7A仅有20%的活性,剩余突变酶均有40%左右的活性。原酶的反应最适pH值为5. 0,而突变酶R7C的为6. 0,剩余突变酶的均为5. 0。本试验探究了精氨酸Arg7饱和突变后嗜热革节孢GH45家族内切葡聚糖酶的性质变化,可为GH45家族进一步的分子改造和功能研究提供参考。     

黄鳝醛酮还原酶的定点突变及对其酶活性的影响

为分析催化四联体中关键氨基酸突变对黄鳝醛酮还原酶活性的影响,本研究利用重叠PCR技术对黄鳝Eakr基因进行了A81K定点突变,将突变基因亚克隆至p ET-28a(+)构建了重组表达载体。重组载体转化BL21(DE3)菌株后经IPTG诱导,镍离子柱亲和层析获得了突变型蛋白(EakrA81K);以NADPH为辅酶,分析了突变型蛋白EakrA81K的底物谱,并比较了野生型(Eakr)和突变型蛋白(EakrA81K)对不同底物的还原活性;最后,以甲醛为底物比较了野生型和突变型蛋白的最适反应温度和最适p H。结果表明:EakrA81K对醛类物质以及中长链酮类物质具有较高的还原活性,而对醇、糖、酸类物质没有明显活性;A81K位点特异突变使得黄鳝醛酮还原酶和底物之间的亲和力显著增加,并提高了酶对大部分底物的还原活性;突变稍降低了黄鳝醛酮还原酶的酸度耐受能力但提升了该酶的温度耐受能力。这暗示着黄鳝醛酮还原酶Eakr的81位氨基酸在底物识别上具有重要作用。