定点突变提高碱性果胶酶热稳定性

碱性果胶酶(PGL,E.C.4.2.2.2)是一种重要的工业酶,在碱性条件下催化聚半乳糖醛酸的α-1,4糖苷键裂解,广泛应用于食品、纺织和造纸等行业。为提高酶热稳定性,将Bacillus sp.WSHB04-02 PGL与3种耐热酶进行氨基酸序列比对,确定7个在耐热酶中保守但在PGL中不保守的位点(158、N189、G191、S229、K314、S315和I325)作为改造的目标位点,单独突变为耐热酶中的保守氨基酸。酶学性质分析显示,PGL突变体热稳定性均有提高。与野生酶相比,N189E、S229K和I325F的55℃半衰期分别提高2.32倍、2.11倍和1.89倍;I58V和K314M 55℃半衰期分别提高19.4%和38.9%,比酶活分别提高65%和91%。结构分析显示,除S315G外的PGL突变体的分子内的多种作用力数量均发生改变。上述结果表明,定点突变能有效提高PGL热稳定性,分子间作用力的变化可能是酶学性质变化的重要原因之一。

斑马鱼SDC4基因的克隆与遗传进化分析

目的:克隆斑马鱼多配体聚糖(SDC)4基因并分析其遗传进化关系,为探究斑马鱼SDC4基因的功能奠定分子生物学基础。方法:将分子克隆得到的斑马鱼SDC4基因全长cDNA利用Gibson组装方法构建至pCS2+载体并对其进行序列分析;利用qRT-PCR检测受精后1 d和3 d的AB、Tübingen(TU)野生型斑马鱼SDC4 mRNA表达量和胚胎发育前10 d的TU野生型斑马鱼SDC4 mRNA的表达差异;根据NCBI和ensemble网络信息,对斑马鱼SDC4、人SDC4和小鼠SDC4基因在染色体上的基因连锁信息作出分析,并利用MegAlign软件对斑马鱼SDC4、人SDC4和小鼠SDC4蛋白进行氨基酸序列比对分析其同源性,再应用MEGAX软件对不同物种SDC4蛋白构建系统发生树。结果:测序结果显示克隆得到的斑马鱼SDC4基因与ensemble公布的序列一致;AB、TU野生型斑马鱼在受精后前3 d的SDC4 mRNA表达差异无统计学意义(P>0.05),TU野生型斑马鱼SDC4 mRNA表达在胚胎发育前期呈现一定程度的母系遗传控制;染色体连锁基因座位图发现斑马鱼SDC4与人SDC4、小鼠SDC4的连锁基因不完全相同,蛋白序列比对分析斑马鱼SDC4蛋白与人SDC4、小鼠SDC4蛋白同源性分别为38.3%、44.2%,根据不同物种的SDC4氨基酸序列构建的系统发生树反映了生物进化的关系。结论:成功克隆了斑马鱼SDC4基因并对其进行了遗传进化分析,补充了斑马鱼SDC4的分子生物学信息。

拟南芥钙依赖蛋白激酶CPK12与bZIP转录因子ABF4相互作用研究

为分析拟南芥钙依赖蛋白激酶CPK12在不同物种中序列的相似性,并研究CPK12与ABA信号通路的关系,本研究对不同物种CPK12氨基酸序列进行比较,以及通过体内和体外实验验证CPK12与ABF4之间是否存在直接相互作用关系.通过对拟南芥(Arabidopsis thaliana),油菜(Brassica napus)与荠菜(Capsella rubella)等物种的同源氨基酸序列进行比较,获得了它们的亲缘关系.利用酵母双杂交系统,将CPK12与ABF4共转酵母后,在四缺型培养基上能够正常生长,这说明CPK12与ABF4在体外有相互作用.同时,利用双分子荧光互补实验,CPK12与ABF4共转烟草后能够在激发光下观察到烟草细胞核中出现明显荧光信号,这说明CPK12与ABF4在植物体内也存在相互作用,为CPK12参与ABA信号途径提供了直接证据.