纳豆芽孢杆菌Bacillus natto NK4液态发酵产纳豆激酶的工艺优化

为提高纳豆激酶的产量,采用单因素试验及正交试验对纳豆芽孢杆菌Bacillus natto NK4进行发酵条件优化,获得该菌种液体发酵产酶的最优条件。结果表明,纳豆芽孢杆菌产纳豆激酶最佳的发酵条件为接种量2%,培养基初始pH值6.0,培养温度34℃,发酵时间72 h。此时,纳豆激酶酶活力由848.28 IU/mL提高到1569.31 IU/mL。

香菇中呈味核苷酸提取工艺优化

香菇含有的呈味核苷酸可增加食物的甜味,减少鱼腥味和苦味等,显著提升口感,广泛用于肉类、甜点等食品加工领域。以呈味核苷酸得率为评价指标,采用微波-超声辅助纤维素酶法提取香菇中的呈味核苷酸,分别探究了微波时间、超声时间、酶加入量、pH值和酶解时间对呈味核苷酸得率的影响。在此基础上设计正交实验,优化提取工艺。结果表明,在微波处理时间70 s、超声波处理时间40 min、纤维素酶加入量6000 U/g、pH值5.0,酶解时间3 h的条件下,呈味核苷酸的得率达到4.13%。

F/10木聚糖酶二级结构含量对热稳定性的影响

从PDB库中收集F/10家族12个木聚糖酶晶体结构,查找对应酶最适温度并作为热稳定性指标,分析了二级结构含量与稳定性的关系.结果表明,稳定性与α-螺旋含量明显正相关(相关系数为3.1);与β-折叠片含量负相关,但是相关性很小(相关系数0.2);与无规则片断含量明显负相关(相关系数为-2.2).说明二级结构含量影响酶稳定性,这个结果与(β/α)8结构相吻合,螺旋位于酶分子外周,构成分子骨架;折叠片位于分子中间,构成活性中心区域;无规则片断将螺旋和折叠片连接在一起.这一结果明确解释了前人分子改造结果:螺旋中相关氨基酸突变可以提高酶稳定性,指明了酶分子稳定性改造方向,即:减少结构中无规则片断含量、增加螺旋含量可以提高稳定性.

43种石斛属植物叶绿体基因组比较及系统发育关系研究

基于美国国立生物技术信息中心(National Center of Biotechnology Information,NCBI)中下载的43种石斛的全叶绿体组序列,对43个物种间的亲缘关系进行研究。结果显示:(1)叶绿体基因的碱基组成显示T、C、A、G碱基平均含量分别是31.8%、19.0%、30.7%、18.5%;(2)通过遗传距离分析发现,铁皮石斛、黄石斛、始兴石斛和铁皮石斛中科院Ⅳ号的遗传距离最小,为0。说明这4种石斛在遗传上比较近,与其他种之间亲缘关系均较远。(3)系统发育关系显示石斛属植物是一个单系群,其中梳唇石斛是最先分化出来的,其次是竹枝石斛;细茎石斛、霍山石斛、广东石斛具有较近的亲缘关系。

PA3573基因的结构功能预测及其在抗鲎素菌株中表达分析

铜绿假单胞菌的耐药形势日益严峻,通过耐药泵将药物排出是铜绿假单胞菌产生耐药性的重要原因之一。采用生物信息学方法对PA3573基因编码蛋白进行结构功能预测以及编码蛋白与鲎素肽分子对接的模拟实验预测,并对PA3573基因在铜绿假单胞菌抗鲎素突变株中转录表达情况进行分析。结果表明,PA3573基因编码蛋白是碱性带正电的稳定非分泌的疏水性跨膜蛋白,主要含有α-螺旋结构、无信号肽和21个潜在的磷酸化位点。PA3573蛋白含有一个主要协同转运超家族(MFS)保守结构域,属于主要协同转运超家族。该蛋白与DR97-4591蛋白基因共表达,与阴沟肠杆菌、大肠杆菌等有较近的亲缘关系。研究发现PA3573基因在不同传代浓度诱导下获得的抗鲎素突变株中均有明显差异表达,且预测该编码蛋白与鲎素通过氢键和疏水作用相结合的方式发挥作用。该结果为进一步阐明PA3573基因编码蛋白在铜绿假单胞菌中的作用提供一定的理论指导。

新工科背景下分子生物学实验教学探究与实践——以河南城建学院为例

新工科建设背景下,文章以河南城建学院为例,分析了分子生物学实验课程教学现状,对以“学生自主线上学习一强化课堂实践教学一科研反哺教与学”为主线的线上线下混合式分子生物学实验教学模式进行了探究。实践教学表明,该模式激发了学生对实验课程的学习兴趣与自主性,增强了学生的实验操作技能与团结协作精神,锻炼了其科研创新、分析解决问题的能力,大幅度提升了分子生物学实验教学质量和效果,为培养地方性应用型人才奠定了坚实的基础。

大肠杆菌分泌表达纳豆激酶及体外溶栓特性分析

以Bacillus subtilis NK4基因组为模板,克隆出纳豆激酶(Nattokinase,NK)前导肽与成熟肽编码基因(NK),并采用同源重组方法将其与已报道的功能肽编码基因Cel或Fe及线性化质粒pET-22b构建出重组表达载体pET22b-Cel-NK与pET22b-Fe-NK,并转化于E.coli BL21(DE3)中进行诱导表达。经IPTG诱导表达后,实现了重组NK在大肠杆菌中的重组表达并具有生物活性,但SDS-PAGE仅检测到重组酶Cel-NK的可分泌表达及其具有酶催化活性,酶活力为(3.36±0.56) IU/mL,体外溶栓实验也表明该重组酶NK具有良好的体外溶栓效果,表明Cel有助于介导蛋白NK可活性分泌表达。

裂褶菌多糖发酵培养基优化及其活性研究

以胞内总多糖产量为响应值,采用单因素试验与Box-Behnken响应面法优化裂褶菌产多糖的液态深层发酵培养基配方,并研究其抑菌、抗氧化及保湿活性。结果表明,最佳培养基配方为葡萄糖20 g/L、酵母浸粉29.5 g/L、KH2PO40.6 g/L、抗坏血酸0.006 g/L、β-环糊精17 g/L、谷氨酰胺0.000 5 g/L、透明质酸0.05 g/L、羧甲基淀粉钠3 g/L,采用最优培养基摇瓶发酵11 d,总多糖产量达5.35 g/L,10 L发酵罐发酵6 d,总多糖产量达6.39 g/L。10.0 mg/m L的裂褶菌多糖(SPG)对大肠杆菌、绿脓杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为56.24%、33.75%、32.62%和42.51%;2.0 mg/m L的SPG对O2-·、·OH、DPPH·和ABTS自由基的清除率分别为84.58%、15.08%、18.61%、32.60%;在相对湿度(RH)为43%和81%的环境中放置8 h,保湿率均>98%;表明SPG具有较强的抑菌、抗氧化和保湿活性。

铜绿假单胞菌对鲎素耐药前后的差异表达基因及SNP变化研究

为了探讨铜绿假单胞菌对鲎素抗菌肽的耐药性机制,在转录组水平上通过对铜绿假单胞菌抗鲎素突变株和原始菌株的差异表达基因以及差异表达的sRNA靶基因、SNP的变化进行分析。结果表明,通过GO功能和KEGG通路富集发现差异表达基因与细胞膜的组成部分、核苷酸结合、甲酸脱氢酶(NAD+)活性等功能有关,但无显著富集通路;其中有22个差异表达基因发生SNP的碱基突变,涉及到编码脂质A脱酰基酶、外膜蛋白、冷休克蛋白、以及与脂多糖的修饰相关等已知基因和一些编码的假定蛋白有关。进一步预测与分析找到11个差异表达的sRNA和对应的863个差异表达靶基因,这些sRNA靶基因主要与组氨酸生物合成、高丝氨酸激酶活性、5-羧甲基-2-羟基黏液酸δ-异构酶活性功能最相关。推测铜绿假单胞菌对鲎素的耐药性可能是通过影响氨基酸合成与代谢、膜蛋白的形成与修饰、铁离子代谢等途径来调控的,并使极个别基因发生碱基突变,同时sRNA通过作用于相关的靶基因发挥其调控作用。对于发生SNP突变的基因及sRNA对其靶基因mRNA调控有待进一步验证。

β-木糖苷酶及其在纤维素乙醇生产中的应用研究进展

将木质纤维素类生物质生物转化生产液体燃料,如纤维素乙醇和大宗化学品,对缓解当前人类社会面临的能源和资源危机以及保护环境具有重要意义。半纤维素是木质纤维素类生物质的主要组成成分之一,它的生物降解转化对实现木质纤维素生物炼制意义重大。由于半纤维素糖种类的多样性和半纤维素结构的复杂性,需要一个复杂的半纤维素酶系才能完成对半纤维素的有效降解。除了木聚糖酶等以外,β-木糖苷酶也是半纤维素酶系的主要组分。在半纤维素降解过程中,β-木糖苷酶将木聚糖酶的水解产物木寡糖和木二糖水解为木糖,不仅在木聚糖的彻底降解过程中起着重要作用,而且可以缓解木寡糖对木聚糖酶和纤维素酶的抑制作用。该文综述了目前在β-木糖苷酶方面的研究进展,包括β-木糖苷酶的分类、酶学性质、酶结构及其催化机制、基因的克隆与表达等,并对β-木糖苷酶在纤维素乙醇生产中的应用情况进行了简述。