黑曲霉果糖基水解酶的重组表达及酶学特征分析

目的:果糖基转移酶在新型果糖基衍生品的制备过程中具有重要作用,获得酶活高、性能优良的果糖基水解酶是关键。方法:利用MEGA 4.0以及Clustal X2等软件对黑曲霉的基因组进行分析,遴选了5个果糖基水解酶基因,接着将它们在毕赤酵母中进行了克隆表达,并研究了重组酶的酶学性质。结果:在摇瓶水平上,重组酶Fru1和Fru5的酶活分别为1360和1560 U/m L,远高于目前已报道的果糖基水解酶的酶活。重组酶Fru1的最适反应温度和p H分别为45℃和5.5,EDTA对它有微弱的促进作用,Fe^(2+)、Na+、Co^(2+)、Cu^(2+)和Ca^(2+)会轻微地抑制酶活,该酶对蔗糖既有水解作用,又有转苷活性,还可以水解菊粉中的二糖到五糖;重组酶Fru5的最适反应温度和p H分别为50℃和5.0,Li^+、Na^+和EDTA对其酶活有促进作用,但Fe^(2+)则强烈抑制酶的活性,它还可以水解蔗糖以及菊粉中几乎所有的大分子糖。结论:本研究为果糖基水解酶的工业化生产及其在新型果糖基衍生品制备过程中的应用提供了可能途径。

黑曲霉内切β-1,3(4)-葡聚糖酶的基因克隆与酶学特性分析

基于黑曲霉CBS 513.88的基因组信息,以黑曲霉CICIM F0510为出发菌株,提取其总RNA,反转录得到c DNA,成功将其3个内切β-1,3(4)-葡聚糖酶的基因(en3g A、en3g B、en3g C)在毕赤酵母中进行了克隆与表达。获得了3个重组菌GS115(p PIC-en3g A)、GS115(p PIC-en3g B)和GS115(p PIC-en3g C)。在摇瓶水平上,这株重组菌的酶活分别为1.3、8.5和10.1 U/m L。重组酶En3g A、En3g B和En3g C的最适作用温度分别为65、50和55°C;最适作用p H分别为5.0、5.0和3.5。此外,3种重组酶对羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethylcellulose,CMC-Na)和凝结多糖都具有典型的内切水解作用。这3个重组β-1,3(4)-葡聚糖酶具有良好的温度和p H稳定性,可为其在啤酒制造以及饲料加工过程中的应用奠定基础。

米曲霉β-半乳糖苷酶系的克隆表达与酶学特性分析

摘要：本研究通过对米曲霉的3个β-半乳糖苷酶基因O158、AO及O76进行了克隆与表达，成功构建了相应的重组菌GS115（pPIC－0158）、GS115（pPIC—AO）和GS115（pPIC－076），并获得相应的重组酶。进一步分析发现，重组酶O158、AO和O76的最适作用pH分别为4．0、5．5和7．0；最适作用温度均为50℃；在pH5．0～7．5之间或30—40℃均较为稳定。Mn^2＋对重组酶O158、AO和O76有明显的激活作用，而Fe^2＋、Cu^2＋和Zn^2-则强烈抑制它们的酶活。O158、AO和O76只对乳糖具有水解与转苷活性，而且AO对乳糖的亲和力和催化效率均高于O158和O76。此外，在所试米曲霉菌种中不存在参照基因组中的β-半乳糖苷酶基因O42。本文系统地对米曲霉的3个β-半乳糖苷酶进行了异源表达及酶学性质的研究，为其大规模生产及工业化应用奠定了基础。

植物乳杆菌中胆盐水解酶的研究现状及展望

益生菌的降胆固醇作用与它们所产的胆盐水解酶(bile salt hydrolase,BSH)有关,这使得胆盐水解酶成为近年来研究的热点之一。文中主要对植物乳杆菌中胆盐水解酶的克隆表达、生化特性以及降胆固醇作用等方面的研究现状进行了综述,并展望了它未来的发展方向。以期对植物乳杆菌胆盐水解酶的研究及其相关制品的开发利用提供一定的指导意义。

地衣芽胞杆菌碱性蛋白酶嗜碱突变体的特征分析

地衣芽胞杆菌碱性蛋白酶是工业上重要的蛋白酶类,进一步提高其在碱性条件下的活力可改善其在洗涤剂工业方面的应用价值。该研究通过筛选获得一种在碱性条件下酶活水平显著提高的地衣芽胞杆菌B186来源的蛋白酶,并在枯草芽胞杆菌WB600中对其编码基因进行了成功克隆与表达,获得了重组菌WB600(pHYE209)。然后通过离子交换色谱和凝胶层析法,从重组菌的发酵液中纯化获得了重组碱性蛋白酶AprE209。对酶学性质的研究表明,重组酶Apr E209的最适作用pH为11.0,最适作用温度为50℃,在30~37℃下和pH12.0时仍具有很高的活力。进一步通过生物信息学的手段对其耐碱机制进行了初步解析。该嗜碱突变体具有进一步用于洗涤剂的潜在研究价值。

一株具有藻毒素清除功能的干酪乳杆菌细胞高密度发酵条件优化

为提高一株具有藻毒素清除能力的干酪乳杆菌Lactobacillus casei BBE10-212单位体积的活菌数,针对其营养需求,研究了不同碳源、氮源、缓冲盐、微量元素及生长因子对该菌株生长情况及发酵特性的影响。通过响应面法对碳源、氮源、生长因子等进行优化,获得最佳培养基配方为:α-乳糖43.8 g/L,酵母膏79.5 g/L,无水乙酸钠13.12 g/L,冰醋酸9.17 ml/L,MnSO_4·H_2O 190mg/L,吐温-80 5.15 mL/L。经37℃培养18 h,菌体干重达到4.97g/L,比在普通MRS培养基中(1.32 g/L)提高近4倍。基于乳酸菌发酵过程中的产酸特性,通过外源添加5 g/L谷氨酸,促使菌体浓度进一步提高15%,并提前1.2 h进入生长稳定期。上述研究结果为食品行业重要生产菌株干酪乳杆菌的高密度培养技术提供了可借鉴的研究思路。

耐热异淀粉酶的高效表达及其在麦芽糖浆制备中的作用

淀粉酶法制备高麦芽糖浆工艺中，淀粉液化酶、脱支酶以及β-淀粉酶不可或缺，其中脱支酶是决定淀粉转化为麦芽糖的转化率高低的关键因素。在工业上常用的两种脱支酶中，异淀粉酶比普鲁兰酶能更好地协助β-淀粉酶水解淀粉生成麦芽糖。首先通过PCR扩增获得异淀粉酶的编码基因iso并克隆入表达载体pHY—WZX，在枯草芽胞杆菌1A717中获得重组质粒pHY—ISO，将构建好的重组质粒电转化入地衣芽孢杆菌D402中，其摇瓶发酵酶活力达330U／mL，实现了异淀粉酶的异源高效表达。基本酶学特征分析表明：该重组酶适宜反应条件为50～55℃，pH6．5～9．0；K＋、Ca2＋、Mg2＋对酶活有促进作用，其他离子或化合物强烈抑制酶活。HPLC分析表明，该重组异淀粉酶与普鲁兰酶相比，更有助于极高麦芽糖浆的制备。最后通过在线软件对该酶进行同源结构模拟和分析，进一步确定其为异淀粉酶，为后续对其进行分子改造奠定了基础。

黑曲霉天冬氨酰氨肽酶的分子克隆与酶学性质解析

以黑曲霉CICIM F0510的互补DNA(complementary DNA,c DNA)为模板,通过PCR扩增出一个新的天冬氨酰氨肽酶基因(vacuolar aspartyl aminopeptidase,vaap),并成功将其在毕赤酵母GS115中进行表达。摇瓶水平上,重组菌GS115(p PIC9K-vaap)的氨肽酶酶活达到39.7 U/mL。该酶的最适反应温度和pH值分别为55℃和9.5;在90℃或pH 8.0~10.0孵育1 h后,该酶仍能保持20%或80%以上的酶活;Sn^(2+)和Co^(2+)对其酶活有明显促进作用,Fe^(3+)、Ca^(2+)、EDTA和SDS对其有抑制作用;该酶对L-亮氨酰对硝基苯胺(Leu-p NA)的Km和Vmax分别是12.96 mmol/L和2.14μg/(mL·min)。在所测的8种底物中,Leu-p NA是Vaap最适底物,且它对丙氨酸对硝基苯胺(Ala-p NA·HCl)和赖氨酸对硝基苯胺(Lys-p NA·2HCl)也有一定的水解能力。

碱性蛋白酶的异源表达及其在制备CPP中的应用

碱性蛋白酶是现代工业酶制剂中最重要的酶类之一,在人类日常生活中扮演着非常重要的角色.本研究以嗜碱芽胞杆菌(B.alcalophilus)TCCC11006基因组为模板,从中扩增出碱性蛋白酶基因apr,并构建重组表达质粒p HYapr,将重组质粒电转入蛋白酶基因缺失的地衣芽胞杆菌(B.licheniformis)H115中,实现了碱性蛋白酶的分泌表达.重组菌在LB培养基中最高酶活力达到3,199,U/m L,是出发菌株酶活力的1.82倍,发酵周期缩短了8,h.然后通过单因素和正交实验对重组碱性蛋白酶水解酪蛋白的工艺参数进行优化,确定了最佳水解温度、p H和酶添加量分别为50,℃、9.5和4,000,U/g.在最佳水解条件下,通过钡-乙醇沉淀的方法制备生物活性肽——酪蛋白磷酸肽(CPP),其得率和氮磷物质的量比分别为14.8%,和8.47.这为碱性蛋白酶在功能性食品制造方面的应用奠定了良好的基础.

代谢工程大肠杆菌高效利用甘油合成丁二酸

为了构建高产丁二酸的重组大肠杆菌,以删除了乙酸激酶和磷酸乙酰转移酶基因(ackA-pta)、乳酸脱氢酶基因(ldhA)和丙酮酸甲酸裂解酶基因(pflB)的大肠杆菌CICIM B0013-025为出发菌株,将其磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(ppc)基因的启动子替换为温度诱导的λ噬菌体启动子P_L-P_R,获得温度调控型的丁二酸合成菌株B0013-026。继而通过发酵条件优化,建立了两阶段发酵法:菌株的生长温度和诱导温度分别为37和42℃,以甘油为碳源并添加入5 g/L蛋白胨,发酵产酸阶段在微供氧(100 r/min)条件下进行。在5 L发酵罐中采用最优条件进行发酵,丁二酸的产量、生产强度和甘油转化率分别为62.5 g/L、1.04 g/(L·h)和64.2%,而且发酵液中仅有少量的α-酮戊二酸(3.0 g/L)和乙酸(1.8 g/L)等副产物积累,实现了以甘油为唯一碳源高效合成丁二酸,为其工业化生产提供了重要参考。

Pichia pastoris细胞的酶法水解

以工业酶制剂生产中的废弃毕赤酵母细胞为对象,研究并建立了酶法制备酵母浸出物的新工艺。新工艺为:10%(w/v)废弃毕赤酵母菌体中加入β-甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶和果胶酶,于50℃作用12 h;再加入中性蛋白酶,于50℃作用7 h;再加入DNA酶和RNA酶,于37℃作用4 h。离心收集上清液,真空冷冻(或喷雾)干燥获得酵母浸出物。运用这一技术,酵母细胞组分的溶出率达到66.2%,固形物收得率为65.7%。使用该研究制得的酵母浸出物培养重要工业微生物菌种,其支撑细胞生长繁殖的效果显著优于市售酵母粉。

黑曲霉酸性蛋白酶EXPA的克隆表达与酶学性质解析

酸性蛋白酶在食品、酿造、饲料和皮革等行业具有重要的应用价值。然而,现有的酸性蛋白酶在50℃以上或pH> 3. 0时不稳定,限制了其应用范围。该研究通过分子克隆技术将黑曲霉CICIM F0510的酸性蛋白酶基因exp A在毕赤酵母中进行了克隆表达,构建获得了重组菌GS115 (p PIC-expA)。摇瓶发酵条件下,重组酶EXPA的酶活为257 380 RFU/h。生物信息学分析的结果显示,该酶属于天冬氨酸蛋白酶A1A家族。酶学性质的研究表明,该重组酶的最适反应温度和pH分别为50℃和3. 0;分别在40～50℃或pH 2. 5～3. 5孵育1 h后,仍能保留80%左右的活力。Zn^(2+)、Ca^(2+)、Fe^(2+)和Mn^(2+)对其活性有一定的促进作用;而Cu^(2+)、Co^(2+)、Fe^(3+)、EDTA和SDS则对其活性有显著的抑制作用。此外,重组酶EXPA对大豆分离蛋白、水溶性玉米蛋白和小麦水解蛋白均具有较好的水解作用。较好的耐热性和pH稳定性为EXPA在食品、饲料等领域的应用奠定了基础。

“互联网+”背景下蛋白质组学课程教学的改革探索

目前人类基因组计划已宣告完成,对生命科学的探索研究已迈进了后基因组时代。蛋白质组学作为21世纪生命科学研究的核心内容,广泛应用于医学、药理学及微生物学等诸多领域。高校开展蛋白质组学课程,不仅有助于学生对蛋白质组学理论知识的学习,还有助于学生对学科前沿动态的掌握。该文结合了蛋白质组学课程体系的特点,从教学的内容、方式、存在的问题以及教学考核方式等方面,对课程的教学开始了初步的探索。

微生物磷脂酶D的克隆表达研究进展

磷脂酶D(Phospholipase D,PLD,EC 3.1.4.4)是催化磷脂的磷酸二酯键水解和转磷脂酰基反应的一类酶的总称。PLD所具有的转磷脂活性使其在食品、医药以及细胞生物学等领域具有广泛的应用价值,但其大规模工业化生产受到诸多因素的限制。利用基因工程技术对磷脂酶D基因进行克隆表达,开发高产量、高纯度和高转磷脂活性的PLD资源成为当前的研究热点。本文主要对微生物PLD克隆与高效表达方面的研究进展进行分析,以期对微生物PLD的大规模生产及其相关产品的开发利用提供参考。

黑曲霉内切β-1,4-半乳聚糖酶AghA的分子克隆与特征解析

利用内切β-1,4-半乳聚糖酶(endo-β-1,4-galactanase,EC 3. 2. 1. 89)水解土豆浆制备低聚半乳糖,有望解决产品回收率低的问题。为此,该研究通过分子克隆技术,将黑曲霉β-1,4-半乳聚糖酶基因agh A在毕赤酵母中进行克隆表达,构建获得了重组菌GS115(p PIC-aghA)。摇瓶培养条件下,重组酶Agh A的酶活为130 U/m L,高于大多数已报道的半乳聚糖酶的酶活。酶学性质的研究表明,该酶的最适反应pH值和温度分别为4. 5和45℃,且在pH 4. 0～6. 0或30～50℃具有较好稳定性。大部分金属离子和EDTA对重组酶Agh A的酶活没有显著影响; Fe3+对其活性有强烈的抑制作用;而Hg2+则可使Agh A几乎完全失活。该酶对半乳聚糖的最大反应速率Vmax和米氏常数Km分别为400 mg/(m L·min)和0. 08 mg/m L。此外,重组酶Agh A还可以水解土豆浆,产生半乳二糖、半乳三糖和少量半乳四糖等低聚半乳糖。

黑曲霉单宁酶TahA的克隆表达和酶学特性解析

单宁酶在茶饮料和医药等行业的应用受到了许多因素的限制,包括酶学性质研究的缺乏和较高的生产成本等。为此,该研究通过基因工程技术将黑曲霉CICIM F0510的单宁酶基因tah A在毕赤酵母中进行了克隆表达,构建获得了重组酶GS115 (pPIC-tahA)。摇瓶水平上,重组菌的单宁酶酶活为1. 04 U/mL。酶学性质的解析表明,重组酶TahA的最适作用温度和pH值分别为30℃和4. 5;分别在20～50℃和pH值3. 5～5. 0孵育1 h和2 h后,TahA的相对酶活仍能保持在60%以上; Cu^(2+)、Mn^(2+)和K^+对重组酶的活性有明显的促进作用,而Co^(2+)、Fe^(3+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Zn^(2+)、Sn^(2+)、EDTA和SDS对其酶活有不同程度的抑制作用;以没食子酸甲酯为底物时,重组酶的Vmax和Km值分别为0. 436μmol/(mL·min)和5. 143 mmol/L。此外,该重组酶还可以水解茶叶提取物中的酯型儿茶素。这些良好的生化特征为重组单宁酶TahA在茶饮料行业中的应用奠定了坚实的基础。

微生物交替糖蔗糖酶的研究进展

交替糖蔗糖酶(alternansucrase,EC 2.4.1.140)是一种具有转苷活性的葡聚糖蔗糖酶,可以催化蔗糖的葡糖基聚合反应以及受体分子存在时的受体反应等。利用其受体反应可以生产具有益生特性的低聚糖、对淀粉进行改性、提高黄酮类物质的溶解度、降低甜菊苷的苦味等。因此,交替糖蔗糖酶在食品、饲料、化妆品以及医药等行业具有潜在的应用价值。本文主要对产交替糖蔗糖酶菌株的选育、交替糖蔗糖酶的理化性质、三维结构、受体反应以及应用等方面的研究现状进行了综述,以期对微生物交替蔗糖酶的研究及其相关制品的开发利用提供参考。

黑曲霉xynC基因编码一种低温酸性木聚糖酶

木聚糖酶(xylanase,EC 3.2.1.8)可以随机切割木聚糖主链的β-1,4-糖苷键,在饲料、食品、造纸和纺织等领域具有广泛的应用。该研究通过分子克隆技术将黑曲霉CICIM F0510来源的木聚糖酶基因xyn C在毕赤酵母中进行了克隆表达,构建获得了重组菌GS115(p PIC-XynC)。在摇瓶水平上,重组菌的酶活为1.14 U/m L。酶学性质的研究表明,重组酶XynC的最适反应温度和pH分别为30℃和2.5,且它在25~40℃或pH 2.0~5.0有较好的稳定性;K+对XynC的活性有微弱的促进作用,而Ca^(2+)、Co^(2+)、Mn^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)、Fe^(3+)、Sn^(2+)、EDTA和SDS等对XynC的活性有不同程度的抑制作用。此外,该酶还可以水解戊聚糖产生聚合度为3~6的低聚木糖。这些良好的理化性质为重组酶XynC在饲料及食品等领域的应用奠定了基础。

大豆胰蛋白酶抑制剂的异源表达与生化特性解析

本文对一疑似大豆胰蛋白酶抑制剂(STI;sti)的开放阅读框在毕赤酵母中进行了克隆表达与生化特性分析。结果表明,在摇瓶水平上,重组菌GS115(p PIC-STI)分泌表达了30 mg/L STI;重组STI在(40～80)℃或pH 2.0～11.0孵育1 h后,仍能保持85%以上的抑制活性;K^+、Zn^(2+)和Mg^(2+)对其胰酶抑制活性有明显的激活作用,而Cu^(2+)、Mn^(2+)、Ca^(2+)、Fe^(2+)和Fe^(3+)则有明显的抑制作用;重组STI对胰蛋白酶具有较强的、专一性的和非竞争性的抑制作用,是一种典型的多肽类胰酶抑制剂。良好的酶学性质使STI在食品、医药等行业具有潜在的应用价值。

重组聚半乳糖醛酸酶PGB的生化特征及其酶解产物活性分析

解析重组聚半乳糖醛酸酶PGB的酶学性质,研究PGB制备的果胶水解物的基本成分和生物学活性。通过摇瓶发酵制备聚半乳糖醛酸酶酶液,研究其基本酶学性质。再在最优作用条件下对果胶进行水解,并考察水解产物的组成、抗菌活性和抗氧化活性。在摇瓶发酵水平,黑曲霉聚半乳糖醛酸酶PGB的酶活达到10790 U/m L;该酶的最适作用温度和p H分别为55℃和5.0;在40℃或p H4.0~6.0条件下具有较好稳定性。Mg^(2+)和Cu^(2+)对其活性有促进作用,K^+、Ca^(2+)、Zn^(2+)、Mn^(2+)、Co^(2+)、Fe^(3+)和Fe^(2+)等对其活性均有不同程度的抑制作用;它对低酯果胶的K_m和V_(max)分别是0.756 mg/m L和9.225 mg/(m L·min)。高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测法(HPAEC-PAD)的分析表明,PGB对果胶的酶解产物是半乳糖醛酸单体和聚合度2~4为主的寡聚半乳糖醛酸,它对金黄色葡萄球菌的生长有显著抑制作用,其最小抑菌浓度和抗氧化活性分别为0.64 mg/m L和6.125 U/m L。