分枝犁头霉WL511热稳定α-半乳糖苷酶基因克隆及序列分析

构建并筛选耐热分枝犁头霉cDNA文库获得639 bp热稳定α-半乳糖苷酶基因片段,并以5′-RACE和3-′RACE技术获得上下游片段1817 bp和1092 bp,拼接得α-半乳糖苷酶全长序列2228 bp,其完整开放读码框为2142 bp,编码713个氨基酸,G+C含量43%;产物预测等电点5.2,预测相对分子质量81000。该基因(GenBank No.DQ234280)属α-半乳糖苷酶36家族,与其他来源的α-半乳糖苷酶基因同源性较低,与链霉菌Streptomyces avermitilis MA-4680的α-半乳糖苷酶同源性最高为38%。

普通烟草β-半乳糖苷酶基因(NtBGAL)的生信分析及其在不同组织及原核诱导的表达

【目的】探明普通烟草β-半乳糖苷酶基因NtBGAL的表达模式与蛋白特征,为后期创制烟草多用途利用的底盘材料提供依据。【方法】通过比对普通烟草K326基因序列与本氏烟草NbBGAL1基因的同源性,以K326的cDNA为模板经PCR技术克隆获得NtBGAL基因,随后利用生信工具软件分析其基因结构及蛋白理化性质,并采用qRT-PCR检测该基因在烟草不同组织部位(根、茎、叶和花)的表达模式,最后开展原核诱导表达、蛋白纯化及蛋白表征研究。【结果】克隆获得烟草NtBGAL基因,其与本氏烟草NbBGAL1基因同源性最高,二者具有相同的结构域(Motif);该基因定位于9号染色体上,含有18个内含子,mRNA长度为6649 bp,CDS长度为2541 bp,编码846个氨基酸,翻译的β-半乳糖苷酶属于GH35家族,NtBGAL蛋白的分子量为92.44 kDa,理论等电点(pI)为6.8,GRAVY为-0.222,定位于细胞壁。该基因在普通烟草不同组织部位的表达量为花>叶>茎>根,差异显著。在37℃下进行原核诱导,NtBGAL蛋白有明显表达;采用包涵体纯化方法获得较高纯度的NtBGAL蛋白。NtBGAL蛋白酶促反应最适温度为30~40℃,最适pH为4.0~6.5,Mn^(2+)浓度为0.05~0.15 mmol/L时对NtBGAL酶活性有增强作用。【结论】研究明确NtBGAL基因的组织表达模式及蛋白表征,为进一步通过改造NtBGAL基因,利用普通烟草生产人源化糖蛋白奠定基础。

热稳定α-半乳糖苷酶基因在毕赤酵母中的分泌表达及酶学性质研究

克隆前期筛得分枝犁头霉Absidia ramosa WL511的热稳定α-半乳糖苷酶cDNA基因aga(GenBank No.DQ234280),将aga基因插入表达载体pPICZαA并电转化整合到毕赤酵母P.pastoris GS115的染色体上。30℃、甲醇流加量0.5%(V/V)时,酵母发酵上清液中酶活达32U/ml。纯化后酶的比活力为137U/mg,SDS-PAGE显示单一条带,凝胶过滤和SDS-PAGE估算其分子量分别为348kDa和87kDa,该酶为四聚体结构,糖基化导致重组蛋白的分子量比原酶大6kDa。该酶等电点为5.2,最适反应温度73℃,最适pH6.8,60℃以下及pH5.5～9.0范围内活性稳定。75℃时保温2小时保留54%的酶活,85℃时酶活完全消失。以对硝基苯酚-α-D-半乳糖苷为底物,该酶Km值为0.42mmol/Lol/L;Vmax为413U/mg;kcat为64531/min。

园艺作物果实β-半乳糖苷酶研究进展

β-半乳糖苷酶属于糖苷水解酶GH35家族,参与了植物不同生长阶段细胞壁的合成与修饰,尤其对肉质水果发育和成熟过程中多糖的裂解具有重要作用。文章概述了β-半乳糖苷酶的蛋白功能、不同亚型、亚细胞定位和活性规律,重点阐述了该基因家族在园艺作物果实质地变化中的作用及相关研究进展。

β-半乳糖苷酶基因(lacZ)在海藻裙带菜中的稳定表达

借鉴海带遗传转化模式 ,利用基因枪法将 β 半乳糖苷酶基因 (lacZ)导入裙带菜雄配子体中 ,一部分诱导形成营养增殖的丝状体 ,另一部分和雌配子体受精生成孢子体。五个月后组织化学染色结果表明 5 %的孢子体个体和 30 %的丝状体细胞表现了lacZ的稳定表达 ,利用PCR和PCR Southern检测得到了预期的阳性信号。本文结果提示了利用基因枪转化方法 。

海栖热袍菌耐高温β-半乳糖苷酶基因的克隆和表达

本文主要研究了在大肠杆菌中克隆和表达海栖热袍菌(Thermotoga maritima)MSB8的一个β-半乳糖苷酶基因(TM_0310)。以海栖热袍菌基因组DNA(GenBank登录号AE000512)为模板,设计特异性引物带有NcoI-HindIII酶切位点,克隆得到的该基因全序列为2019bp,编码672个氨基酸,分子量为78.972kD。该基因编码的蛋白质属于42族,根据氨基酸同源性分析,该β-半乳糖苷酶与Thermotoga petrophila RKU-1来源的假想的β-半乳糖苷酶(GenBank登录号ABQ46628.1)以及Thermotoga sp.RQ2来源的β-半乳糖苷酶(GenBank登录号EDQ29256.1)同源性最高,均为95%。重组转化子经诱导酶比活可达2.08U/mg蛋白。粗酶液经过80℃热处理10min,酶活残留70%以上,表明该酶有很好的耐热性,在高温工业环境中有良好应用前景。

耐热β-半乳糖苷酶基因bgaB在枯草芽孢杆菌中的整合表达

来源于嗜热脂肪芽胞杆菌Bacillusstearothermophilus的耐热β 半乳糖苷酶基因bgaB被克隆到大肠杆菌-枯草芽胞杆菌穿梭质粒pMA5中,然后将外源基因及其表达调控序列亚克隆到枯草芽胞杆菌整合载体pSAS144中,转化Bacillussubtilis受体菌BD170,在5μg/mL的氯霉素抗性平板上筛选抗性转化子.经摇瓶发酵后,得到耐热乳糖酶的比酶活为0.32U/mg,是出发菌株比酶活的2倍.

泰山土壤宏基因组DNA中耐热β-半乳糖苷酶基因的克隆、表达及性质

从泰山土壤宏基因组文库中发现可能的β-半乳糖苷酶基因pwtsA,将其克隆到表达载体pET30a,转化E.coli BL21(DE3)。工程菌在IPTG诱导下高效表达可溶性的重组蛋白PWTSA,分子量为57 kD,与预期大小一致。PWTSA能够水解ONPG产生o-硝基酚,酶活力为13.6 U/mg,确证了重组蛋白为β-半乳糖苷酶。PWTSA的最适反应温度在85°C～95°C之间,最适pH值为6.5,对90°C左右的高温有很好的耐受力。在标准反应条件下,酶作用于底物ONPG的米氏常数Km为0.83 mmol/L。

耐热β-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中的表达及酶学性质研究

【目的】研究耐热β-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中的表达,并检测其酶学性质,为耐热β-半乳糖苷酶的应用和工业化生产奠定基础。【方法】利用基因工程的原理和方法,将来源于嗜热脂肪芽孢杆菌的耐热β-半乳糖苷酶基因(bgaB)克隆到大肠杆菌pET表达系统(pET-28a(+)),并在大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达。将构建的重组菌(pET28a-bgaB)在含硫酸卡那霉素的液体LB培养基中以IPTG为诱导剂,对表达产物的最适反应温度、最适反应时间I、PTG诱导浓度、热稳定性及酶促动力学进行检测。【结果】成功构建了表达载体pET28a-bgaB,并测得耐热β-半乳糖苷酶的最适反应温度为65℃,最适反应时间为6 h,IPTG的最佳诱导浓度为1 mmol/L,且具有良好的热稳定性;在诱导后6 h,耐热β-半乳糖苷酶的表达量占菌体总可溶性蛋白的20%,表达效率较高;对透析蛋白进行蛋白质定量,蛋白质量浓度为0.75 mg/mL,透析蛋白的耐热β-半乳糖苷酶活性为75 U/mL,比活性为100 U/mg;酶促动力学研究表明,耐热β-半乳糖苷酶的反应常数为0.398μmol/mL,最大反应速度为27.435μmol/(min.mL)。【结论】耐热β-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中得到成功表达,并且在很大程度上提高了耐热β-半乳糖苷酶的活性。

耐热β-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中的表达

将来自嗜热脂肪芽孢杆菌IAM 110 0 1的高温乳糖酶基因bgaB亚克隆到具强启动子的大肠杆菌载体 pKK 2 2 3 3中 ,经IPTG诱导后 ,表达出的重组蛋白质仍具有耐高温活性 ,其相对分子质量与天然蛋白质相似 ,表达量为 1.5U/mg ,比出发菌株高

新型基因重组α-半乳糖苷酶工程菌菌种稳定性研究

观察脆弱类杆菌来源的新型重组α-半乳糖苷酶工程菌菌株的遗传稳定性。在有选择压力(Kan+)条件下,将重组α-半乳糖苷酶工程菌菌株在LB固体培养基上采用划线法连续传60代,每隔20代取样保存菌种,最后同时进行菌体形态、生长速度和抗生素抗性、平板传代及诱导过程中的质粒稳定性、限制酶切图谱、测序、表达量和酶活力检测。结果表明细菌形态、生长速度和抗生素抗性等与原始种子库无明显差异;LB固体培养基上传60代后质粒稳定性接近100%,但诱导过程中质粒易丢失。第20、40和60代提取质粒进行酶切检查,酶切图谱没有改变。DNA测序未见α-半乳糖苷酶基因变异。原代菌株及第20、40和60代菌株经诱导培养,其α-半乳糖苷酶表达水平、酶活力及菌体蛋白的SDS-PAGE图谱均无明显差异。

热稳定型α-半乳糖苷酶的应用及基因工程研究进展

α-半乳糖苷酶是一种水解酶,可以将食品、饲料中的不良寡糖等抗营养因子水解,改变其营养成分并被动物吸收利用。该酶广泛存在于植物、动物及微生物中,在饲料、食品等工业以及现代医学中都有应用。目前,开发热稳定的α-半乳糖苷酶并利用基因工程方法进行分子改造和外源表达已成为研究热点。本文对近年来热稳定的α-半乳糖苷酶的应用和基因工程研究进展进行综述。

β-半乳糖苷酶的来源、改造、异源表达及其在食品中的应用

β-半乳糖苷酶作为一种安全无毒的酶制剂,不仅广泛应用于食品工业领域中,而且在酶工程、蛋白质工程等生物技术领域也有着很大的应用潜力。微生物发酵法作为生产β-半乳糖苷酶的主流生产方法,仍存在发酵时间较长、提取率低等问题;而利用工程菌的异源表达系统生产β-半乳糖苷酶的方式具有表达量高、成本低等优点。本文对β-半乳糖苷酶异源表达系统的基因来源、表达宿主菌、表达方式以及β-半乳糖苷酶应用价值等进行阐述,旨在为新型β-半乳糖苷酶产品的开发利用提供科学依据与理论参考。

产热稳定α-半乳糖苷酶菌株的筛选及酶活力的初步研究

利用选择性培养基从发霉的豆粕、豆油工厂周围环境中取样并分离纯化获得一株产热稳定性α-半乳糖苷酶耐热真菌,通过形态学和分子生物学鉴定方法初步鉴定该菌株为分枝犁头霉.研究表明该菌株生长的最适温度和pH值是47℃和7.0,所产酶为胞内酶.酶活研究表明粗酶液的最适温度和pH值分别为68℃和7.0,具有较好的热稳定性.

耐热重组β-半乳糖苷酶的制备及酶稳定性研究

编码嗜热脂肪芽孢杆菌 β -半乳糖苷酶基因的重组枯草芽孢杆菌WB6 0 0 pMA5 bgaB ,经 5L发酵罐发酵收集菌体超声波破壁 ,冷冻离心后再经过热处理和盐析纯化 ,比活力达 80 .3U mgpr ,回收率 73.6 % ,纯化倍数 12 .4倍。β -半乳糖苷酶在细胞内及破壁后都具有较好的稳定性 ,6

来源于热泉宏基因组的β-半乳糖苷酶及其特征

研究了在大肠杆菌中克隆和表达来自热泉宏基因组的一个β-半乳糖苷酶基因以及该β-半乳糖苷酶在动物营养中的初步应用。以大理洱源一个65℃热泉微生物宏基因组DNA为模板,克隆得到该基因全序列。根据同源性分析,该β-半乳糖苷酶与Thermotoga lettingae TMO来源的糖苷水解酶(Sequence ID:YP_001471199.1)同源性最高,为71%。重组转化子经诱导所得酶最适反应温度为55℃,最适pH值为7.5,酶液经58℃热处理30min,酶活残留65%以上,该酶能将乳糖或豆粕中的乳糖水解为半乳糖和葡萄糖。

嗜热子囊菌JCM12803的α-半乳糖苷酶基因tcgal27A在毕赤酵母中的表达

从嗜热子囊菌(Thermoascus crustaceus)JCM12803克隆α-半乳糖苷酶基因,并对其酶学性质进行系统的研究,旨为获得工业应用性质优良的α-半乳糖苷酶。通过RT-PCR方法从T.crustaceus JCM12803中克隆α-半乳糖苷酶基因序列,并对其酶学性质进行了系统的分析。结果显示,tcgal27A属于糖苷水解酶27家族,基因全长1 918 bp,含有4个内含子,c DNA全长1 419 bp,编码472个氨基酸,预测tcgal27A N端含有24个氨基酸为其可能的信号肽。将TCGal27A在毕赤酵母中成功地进行了表达,所获得的重组TCGal27A具有高比活(336.5 U/mg)及宽泛的底物特异性,对蜜二糖(14.4 U/mg)、棉子糖(9.1 U/mg)、角豆胶(3.6 U/mg)、魔芋粉(1.6 U/mg)、瓜尔豆胶(1.3 U/mg)、水苏糖(0.7 U/mg)都有着不同程度的降解作用。以pNPG为底物时的Km值为1.6mol/m L,Vmax为536.8μmo L/(min·mg)。TCGal27A的最适作用pH为4.5,最适温度为65℃,50℃处理1 h之后酶活力还能保持86.0%。这些结果表明耐高温TCGal27A性质优良,可添加到饲料中,在消化和提高豆粕蛋白能量利用率方面有良好的潜在应用价值。

嗜热脂肪芽孢杆菌β-半乳糖苷酶的性质

利用硫酸铵分级沉淀、离子交换层析 (DEAE- 2 2 )、Sephadex G- 75凝胶过滤从嗜热脂肪芽孢杆菌胞内提纯得到 β-半乳糖苷酶。研究表明 ,该酶最适表观反应温度和最适 p H分别为 6 0℃和 6 .4。在 50℃该酶具有良好的热稳定性。碱金属和碱土金属盐对酶有激活作用 ,重金属 Zn2 +、Fe3 +、Cu2 +抑制酶的活力。巯基保护剂能明显增强酶的活力 ,而巯基结合试剂强烈抑制酶的活性。该酶对 β- D糖苷键具有高度专一性 ,与糖苷键相连的配基对酶活力也有很大影响。在 55℃ ,酶作用于底物 ONPG和乳糖的米氏常数 Km分别 2 .6 3mmol/L和 4 .93mmol/L,最大反应速度分别为 1.93× 10 -5mmol.min-1.mg-1protein和 6 .54× 10 -5mmol.min-1.mg-1protein。乳糖的水解产物葡萄糖抑制酶活力 ,其抑制常数 2 .4 7mmol/L ,但半乳糖没有这种效应。另外 ,该酶具有转半乳糖苷的活力 ,在水解乳糖过程中 ,生成包括三、四糖的半乳糖低聚糖。

提高α-半乳糖苷酶稳定性的研究

研究了臭曲霉ZU—Gl产α-半乳糖苷酶的热稳定性提高方法及其相应措施。针对提高α-半乳糖苷酶制剂热稳定性的问题,研究了添加物质对酶热稳定性的影响。结果表明,甘露醇对α-半乳糖苷酶的保护效果最好,其次是棉籽糖、海藻糖和蜜二糖;L-半胱氨酸、黄原胶和甘油也起到了较好的保护作用。采用正交实验设计优化出最佳保护剂配方,即1.75mmol/L的海藻糖,1.5mmol/L的甘露醇和2mmol/L的棉籽糖。复合保护剂的添加使α-半乳糖苷酶在30～60℃时酶活保留率提高11.6%～21.7%;在pH3.0时酶活保留率提高52%。α-半乳糖苷酶在28℃、36.2℃和45℃下贮存,添加保护剂组酶活损失50%的时间分别为89.5d、38.4d和8.4d,对照组分别为40.9d、23.3d和7.79d。

原核基因工程制备新型重组α-半乳糖苷酶应用于人B→O血型改造的研究

本研究利用基因工程方法制备脆弱类杆菌来源的新型α-半乳糖苷酶并将其应用于人B→O血型改造。在获得了能够表达细菌α-半乳糖苷酶工程菌株的基础上,从诱导时间、诱导剂浓度两个方面对工程菌株的诱导条件进行优化,获得细菌α-半乳糖苷酶的最佳可溶性表达条件;超声上清经过阳离子交换层析和阴离子交换层析等方法进行纯化。利用纯化后的α-半乳糖苷酶在磷酸盐缓冲液(pH 6.8)中处理B型红细胞2小时,制备O型红细胞。结果表明细菌α-半乳糖苷酶最佳诱导表达条件为:37℃、起始D600为0.8,IPTG浓度为0.1 mmol/L,诱导时间为2小时。纯化后α-半乳糖苷酶的纯度为电泳纯,比活由纯化前的0.42 U/mg提高到了2.1 U/mg。该酶在26℃、接近中性的pH条件(6.8)下经2小时可将B型红细胞改造成O型红细胞,需要的酶量为225μg/ml红细胞。结论:建立了重组细菌α-半乳糖苷酶的表达纯化工艺,制备的重组α-半乳糖苷酶可有效地将B型红细胞改造成O型红细胞,为B→O血型改造提供了更有效的工具酶。