低温β-1,4-内切葡聚糖酶的基因挖掘、异源表达及其酶学性质表征

β-1,4-内切葡聚糖酶在洗涤行业有着广泛的应用价值,其中具有较好的低温和碱性耐受能力是其实现工业应用的重要前提。该论文通过基因挖掘获得一株具有低温耐受能力的Deinococcus cellulosilyticus来源新型β-1,4-内切葡聚糖酶基因EgDC,并将其在大肠杆菌中实现了可溶性表达,其中大部分存在于周质空间,少部分分泌至胞外。对EgDC酶的酶学性质进行了表征,发现该酶的最适温度和最适pH值分别为40℃和pH 6.5,其在20℃能保持70%以上活力,且在pH 8.0和pH 9.0的半衰期分别达到83.43 min和53.79 min。EgDC酶具有较好的催化性质,其比酶活力k_(cat)/K_(m)值分别为(26.38±1.43)U/mg和(520.03±17.07)s^(-1)/mg,且对于金属离子以及表面活性剂均具有较强耐受能力。由此可见,新型β-1,4-内切葡聚糖酶EgDC具有较好的催化能力,且在低温、碱性以及存在表面活性剂环境下较为稳定,因此具有潜在的工业应用价值。

杧果炭疽病菌内切葡聚糖酶基因CgEg1B克隆与敲除载体构建

为了明确内切葡聚糖酶CgEg1B与杧果炭疽病菌Colletotrichum gloeosporioides致病力的关系,本试验以杧果炭疽病菌DNA为模板,利用同源克隆技术扩增CgEg1B,对其序列特征、蛋白保守结构域进行分析,并借助In-Fusion HD Cloning Kit技术进行敲除载体构建。结果表明,该基因DNA和cDNA全长分别为1 077bp、1 020bp,编码区有内含子(57bp)1个,推测编码339个氨基酸,其分子量约为37.13kDa,等电点PI为5.11。与NCBI网站中已公布的基因进行Blastp比对,发现该序列与鳄梨炭疽菌C.gloeosporioides(EQB54542.1)的内切葡聚糖酶基因相似性为99%;该基因的敲除载体pCgEg1BGH-1构建成功。CgEg1B基因具备真菌内切葡聚糖酶基因家族的序列特征,推测CgEg1B基因可能与杧果炭疽病菌的侵入、定殖和致病性有关。

植物内切β-1,4-葡聚糖酶基因研究进展

植物内切β-1,4-葡聚糖酶基因在植物生长发育过程中扮演重要角色。近年来,随着分子生物学的不断发展,对其研究也取得了重要进展。综述了植物内切β-1,4-葡聚糖酶基因的克隆、功能、表达调控以及编码蛋白质的结构、底物等方面的研究进展,可为进一步阐明该基因对植物生长发育的影响提供依据。

淀粉液化芽孢杆菌β-1,3-1,4葡聚糖酶基因的克隆和表达

提取淀粉液化芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)基因组,通过PCR克隆了该菌的β-1,3-1,4葡聚糖酶基因全长。结果显示,该基因全长843bp,ORF为717bp,编码239个氨基酸,计算相对分子质量为26800,等电点为6.07。经Blast分析,该序列与基因库中的淀粉液化芽孢杆菌(M15674)同源性最高(97%)。该基因已被GenBank接受(AY205562.1)。用BamH和Xho双酶切目的片段和表达载体pET-30a(+)后相连接,构建了重组表达载体pET-amy,并导入BL21细菌中表达,酶学特性表明SDS-PAGE电泳在26000左右有表达蛋白带,该工程菌总酶活达90.74U/mL,是出发菌的3倍,最适温度在60℃左右,pH值在4～10之间。该工程菌可作为酶活高的理想材料,用以构建耐热性好和酶活高的杂合基因工程菌。

中华绒螯蟹内源性纤维素酶EsGH9-1基因的克隆、表达及其对不同饵料的响应

本研究从中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)转录组数据库中比对筛选到内源性纤维素酶(β-1,4-内切葡聚糖酶)基因序列信息,通过克隆获得该纤维素酶(EsGH9-1)基因组DNA和c DNA序列。EsGH9-1基因组DNA序列长度为11 679 bp,包含15个外显子和14个内含子;c DNA序列全长为2044 bp,编码580个氨基酸,具有糖基水解酶第9家族的典型催化功能域。RT-PCR结果显示,EsGH9-1主要分布在肝胰腺组织,在大眼幼体期和仔蟹早期高表达。不同饵料条件下,EsGH9-1相对表达量在植物性饵料组显著上调,与β-1,4内切葡聚糖酶活性趋势相一致,推测EsGH9-1参与纤维素的消化与分解。本研究证明中华绒螯蟹自身具有纤维素酶基因,为今后深入研究内源性纤维素酶在水生甲壳类的摄食与消化机制中的作用奠定了基础。

荔枝果实内切-1,4-β-葡聚糖酶基因(EG)的克隆及其表达分析

采用RT-PCR和RACE相结合的方法,从荔枝果实中分离得到两个内切-1,4-β-葡聚糖酶基因(EG)全长序列,分别命名为LcEG1和LcEG2。推导的LcEG1和LcEG2蛋白均含有4个半胱氨酸Cys残基和两个保守的糖基水解酶启动位点。Northernblotting分析表明,LcEG1mRNA在果皮发育过程中逐渐减弱,而在果肉发育过程中逐渐增强;LcEG2仅在果肉发育的前期表达,在果皮中检测不到其表达。LcEG1在荔枝易裂果品种‘糯米糍’果皮和果肉中的表达均明显强于在不易裂果品种‘淮枝’果皮和果肉中的表达。上述结果表明,LcEG1的表达可能参与荔枝果实发育,并且与裂果密切相关,而LcEG2可能只参与果肉的早期生长。

小麦蓝矮病植原体FrvX基因的克隆及致病性测定

【目的】克隆小麦蓝矮病(WBD)植原体β-1,4-内切葡聚糖酶基因(FrvX),验证其在植原体侵染寄主中的作用,为更好地防控小麦蓝矮病奠定理论基础。【方法】采用PCR技术从小麦WBD植原体中扩增到FrvX全基因,将其插入到病毒载体pgR107中,构建重组病毒载体pgR107-FrvX,用农杆菌介导法侵染本氏烟草,观察烟草表型的变化。【结果】FrvX基因全长1071bp,编码356个氨基酸。重组病毒载体接种烟草22d后,有9株烟草植株表现出明显的花叶、黄化症状,RT-PCR检测到发病植株接种7d后的叶片有FrvX基因的转录。【结论】FrvX基因接种烟草导致烟草表型发生变化,推测其与植原体病害的发生有关。