双功能域β-折叠桶植酸酶提高土壤有效磷含量研究

农业生产中过度使用无机磷肥引发了土壤板结等一系列问题,因此有必要寻找一种替代的可持续的磷肥来源。土壤有机磷主要以植酸的形式存在,植物不能直接吸收和利用。植酸水解释放植酸磷可提供一个生态友好型的解决方案。通过向土壤中添加来自Bacillus sp.HJB17的双功能域β-折叠桶植酸酶(phyHT),研究其在土壤中的稳定性,探究phyHT提高土壤有效磷含量、改善土壤理化性质以及促进植物生长的作用效果。结果显示,在湿润土壤中,土壤微生物对phyHT影响很小,phyHT可在较宽的温度(20~40℃)和pH值(6.0~9.0)范围内稳定存在12 h并发挥高效催化功能。外源性添加phyHT后:(1)土壤植酸含量减少了17.00%,有效磷含量增加了22.52%;(2)土壤pH下降,电导率上升,CaCO_(3)含量降低了3.55个百分点,土壤有机质、铵态氮和速效钾含量分别增加了10.54%、18.38%和27.49%;(3)小麦幼苗生长长度、干物质积累量以及芽、根部组织全磷含量均显著增加。因此,外源性添加phyHT能够促进土壤植酸水解,增加土壤有效磷含量,提高土壤磷素有效性,同时,在一定程度上改善土壤理化性质,促进植物生长。

革兰氏阴性细菌β-桶状结构外膜蛋白体外折叠的研究进展

除了细胞质膜,革兰氏阴性细菌细胞还有一层组成细胞壁的外膜(Outer Membrane)。膜蛋白是外膜的主要组成成分之一,绝大多数外膜蛋白是由反向平行的β-折叠(β-Strands)通过相邻的氢键结合形成的β-桶状结构蛋白(β-Barrel Proteins)。这些蛋白既可作为通道蛋白、转运蛋白、酶、受体、毒力因子,也可作为结构蛋白发挥稳定外膜的重要作用,它们是否正确折叠并整合到外膜对革兰氏阴性细菌的生存至关重要。大多数外膜蛋白易于重组表达和体外重折叠(in vitro refolding),并且折叠状态可通过多种方法测定,因此β-桶状结构外膜蛋白被当着模式蛋白来研究各类生物和非生物因子对膜蛋白折叠的影响,是膜蛋白研究的一大热点。本文将从β-桶状结构外膜蛋白体外折叠的研究方法和影响折叠的因素角度对近年相关研究进展进行综合述评,最后总结了外膜蛋白体外折叠模式,并结合作者的相关研究结果和观点对该领域的研究前景进行了展望。

芽孢杆菌β-折叠桶植酸酶的原核可溶性表达优化及包涵体复性研究

目的:来源于芽孢杆菌的β-折叠桶植酸酶基因PhyH,截去N端120个碱基编码的40个氨基酸后,成功构建了原核表达体系,通过两种方法分别得到有活性的目的蛋白PhyHT,并通过进一步纯化提高目的蛋白的纯度。方法:通过分子伴侣共表达系统提高目的蛋白的可溶性表达,并通过包涵体复性研究,从包涵体中制备出有活性的目的蛋白。结果:(1)目的蛋白PhyHT主要以包涵体形式存在于沉淀中;(2)通过优化表达条件,降低温度和诱导剂浓度均不能明显改善包涵体问题,通过构建分子伴侣共表达系统(即pG-KJE8、pGro7、pKJE7和pTf16 4种分子伴侣质粒分别与重组表达质粒pET28b-PhyHT共表达),筛选能提高目的蛋白可溶性表达的分子伴侣质粒;(3)包涵体经过复性和进一步的纯化,得到了高纯度的有生物活性的目的蛋白。

双功能域β-折叠桶碱性植酸酶蛋白序列分析与酶学特性

【目的】表达、纯化来源于Bacillus sp.HJB17的双功能域β-折叠桶碱性植酸酶(phy HT),并对该酶进行蛋白序列以及酶学特征分析,为该酶的广泛应用奠定基础。【方法】应用生物信息学技术,对phy HT蛋白序列进行了生物信息学分析。表达、变复性、分离纯化得到具有酶活性的可溶性phy HT蛋白溶液,通过硫酸亚铁-钼蓝法对phy HT的酶学特性进行了研究。【结果】序列分析结果显示,phy HT由633个氨基酸组成,含有2个植酸酶结构域,属于典型的BPP植酸酶,相对分子量(MW)为69321.68 Da,理论等电点为5.37,为亲水性蛋白。二级结构中,phy HT中α-螺旋(helix)、β-片层(sheet)占主要的比例,高级结构以β片层形成的桶状结构为主。酶学性质研究表明,该酶的最适反应温度为35°C,在45°C以下比较稳定。最适的p H为8.0,在p H为6.0–12.0条件之间比较稳定。低浓度的Ca^(2+)以及Mg^(2+)对酶活性有促进作用,Fe^(2+)、Mn^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)、Ni^(2+)等金属离子对酶活性有抑制作用。【结论】本研究成功对phy HT进行了蛋白序列分析以及酶学性质研究,phy HT属于碱性植酸酶,酶活性高、稳定性好,在理论研究和工业生产方面均有很大应用价值。

α-溶血素纳米孔道限域空间内的识别

α-溶血素纳米孔道已被广泛认为是一种天然且理想的生物纳米传感界面。其凭借多重限域空间的敏感识别和多相互作用位点,提供了一个可精确识别待测分子构象和实时监测微观反应过程的通用平台,并广泛用于核酸、氨基酸、多肽、聚合物以及金属离子等的灵敏检测,在样本用量微少、多组分同时检测、高灵敏和超分辨等方面有显著优势。本文重点综述α-溶血素纳米孔道3类不同限域空间(即β-桶、内腔、闩锁区域)在解密微观反应机理、探索分子细微构象变化、区分三维精细结构、功能化修饰孔道等领域的近期研究成果与进展。