胆固醇氧化酶的发酵条件及酶学性质研究

Brevibacterium sp．可以发酵生产胆固醇氧化酶,实验中对该菌种进行了底物诱导及发酵条件的优化, 确定其最适培养基为(%)：蔗糖0．3,酵母膏0．2,蛋白胨0．3,牛内膏0．3,K_2PO_4 0．1,MgSO_4 0．05,pH6．8。最适培养条件为：接种量5%,24℃培养20h,通气量为50mL 培养基/250mL 三角瓶,200r/min。在最适培养基及最适条件下,胆固醇氧化酶的酶活力可达到24．01U/mg,比未优化前1．71U/mg 提高了14倍。该酶具有较强的酸碱稳定性和热稳定性,最适 pH 为6．5,最适温度为54℃。在最适 pH 和温度条件下测得该酶 km 值为7．1 ×10^(-5)mol/L。

一种胆固醇氧化酶高产菌株筛选方法的建立

用亚硝基胍(1mg/mL)与超声波(200W,50kHz)复合诱变的方法,对产胆固醇氧化酶短杆菌Brevibacterium sp.DGCDC-82进行诱变处理,得到一株桔红色突变株其产胆固醇氧化酶能力提高140%,酶活达到1.24U/mL,又用同样的方法对桔红色突变株进行回复突变处理,得到一株白色回复突变株和一株淡粉色回复突变株,两株回复突变株产胆固醇氧化酶的能力又明显下降,酶活分别为0.17U/mL和0.69U/mL。说明短杆菌Brevibacterium sp.产胆固醇氧化酶能力与其产红色素成正相关偶联关系,这种相关性模型的建立可以作为以后诱变或定向进化研究的筛子。

产胆固醇氧化酶重组大肠杆菌的发酵培养基和诱导条件的优化

在摇瓶中对产胆固醇氧化酶重组大肠杆菌的发酵培养基和诱导条件进行了优化,优化培养基为甘油10 g/L,胰蛋白胨10 g/L,酵母粉5 g/L,KH2PO42 g/L,K2HPO44 g/L,Na2HPO4.12 H2O7 g/L,(NH4)2SO41.2 g/L,NH4Cl 0.2 g/L,MgSO4.7 H2O1 g/L;优化的诱导条件为:对数生长中期诱导,IPTG浓度为0.3 mmol/L。在优化的培养基和优化的诱导条件下,单位菌体产酶量达745.86 U/g,菌体产酶水平达1 625.97 U/L,为优化前的700 U/L的2.3倍。

甾短杆菌胆固醇氧化酶基因在大肠杆菌中的表达

为了实现胆固醇氧化酶在大肠杆菌中的表达,将甾短杆菌Brevibacteriumsp.DGCDC-82胆固醇氧化酶基因用PCR的方法去掉信号肽序列,连接到质粒pTrc99a,通过筛选得到了表达胆固醇氧化酶的重组菌JM109/pTrc99a-COD。经IPTG诱导后表达出相对分子质量约为5.5×104的蛋白质。分别考察了诱导温度、时间、IPTG浓度等因素对重组菌表达的胆固醇氧化酶的影响。在优化条件下,该胆固醇氧化酶的酶活可以达到700 U/L。酶学特性分析表明其反应的最适pH为7.5,最适温度为40℃。

微生物胆固醇氧化酶的研究进展

微生物来源的胆固醇氧化酶在医疗诊断、食品加工、生化制药、抗虫基因工程等方面具有良好的应用价值,引起了国内外学者的广泛关注,并开展了大量的研究工作。本文就胆固醇氧化酶的种类、酶学性质、结构、功能、应用及近年来基因工程等方面的研究进展作一综述。

利用胆固醇氧化酶转化胆固醇制备胆甾-4-烯-3-酮

用酶法催化氧化胆固醇制备胆甾 4 烯 3 酮相对于化学法合成具有反应简单、成本较低等优点 .作者探讨了在正辛烷作为有机相的两相反应体系中 ,以胆固醇氧化酶催化氧化胆固醇制备胆甾 4 烯 3 酮的方法 .在胆固醇质量浓度为 4 0 g/L ,反应时间 4 0min、反应温度 4 0℃、磷酸缓冲液 正辛烷体积比 3:2、通氧 4 0L/h及搅拌转速 30 0r/min下 ,胆固醇转化率达到 92 % ,经薄板层析及紫外扫描 ,发现转化产物为单一的胆甾 4 烯 3

胆固醇氧化酶转化蛋黄胆固醇工艺的优化

研究了用响应面分析法 (RSM )优化酶法转化蛋黄胆固醇的工艺 ,发现胆固醇氧化酶(COD)添加量及蛋黄粉的稀释率是影响蛋黄胆固醇转化率最重要的因素 .在模拟优化的条件下 :反应时间为 14.15h ,蛋黄粉稀释率为 3.5 4 ,COD为 5 .39U /g时 ,胆固醇转化率达 85 6 1% .对氧化产物进行分析发现 :仅有单一产物胆甾烯酮 ,该产物具有降血脂、减肥等功效 .

胆固醇氧化酶高产菌株的复合诱变选育

为进一步提高产酶水平,本实验采用超声波联合亚硝基胍的复合诱变方法处理胆固醇氧化酶产生菌(甾短杆菌),通过1mg/mL亚硝基胍和超声(200W,50kHz,35min)同时处理细胞悬液,获得一株红色突变株,其产酶活力从0.5U/mL提高到1.21U/mL,酶活提高了140%。证明该联合诱变手段对甾短杆菌产胆固醇氧化酶具有良好的诱变效果。

胆固醇氧化酶基因的克隆及在E.coli中的表达

根据NCBI中报道的BrevibacteriumsterolicumATCC21387胆固醇氧化酶基因序列,采用PCR方法以Brevibacteriumsp.DGCDC-82的基因组为模板,扩增得到了编码胆固醇氧化酶的基因,该基因与来源于BrevibacteriumsterolicumATCC21387的胆固醇氧化酶基因(choB)同源性为98%。将得到的基因定向克隆到pET28a载体中,转化至含有编码argU和proL基因的大肠杆菌BL21-CodonPlus(DE3)-RP中表达。经过IPTG诱导后,经SDS-PAGE检测在约55kD处有一蛋白表达条带,目的蛋白表达量约占总蛋白的16%,经测定酶活为340U/L。

短杆菌属产胆固醇氧化酶的发酵条件优化

短杆菌属(Brevibacterium sp.)是胆固醇氧化酶高产菌,对其进行底物诱导及发酵条件的优化,其最适培养基为蔗糖0.3%,酵母膏0.2%,蛋白胨0.3%,牛肉膏0.3%,K2HPO4 0.1%,MgSO4 0.05%,pH6.8。最适培养条件为接种量5%,24℃培养20h,通气量为50mL培养基/250mL三角瓶,200r/min。结果表明,胆固醇氧化酶的酶活力可达到2439U/L,比未优化前195U/L提高了12倍。在pH6.5和温度54℃条件下测得酶米氏常数Km值为7.1×10-5 mol/L。

比色法测定胆固醇氧化酶酶活

根据实验结果和理论计算确定检测体系中胆固醇的质量浓度为 0 .3 87mg/mL ,表面活性剂的质量浓度为 0 .2 g/dL ,确定过氧化氢浓度与反应液吸光度之间的定量关系 .在此基础上 ,建立了比色法测定胆固醇氧化酶酶活的方法 .

高活性胆固醇氧化酶产生菌出发菌株的筛选

从4个不同来源的样品中筛选出高产胞内胆固醇氧化酶的出发菌株,经鉴定为假单胞菌属。用五种处理方法对细胞进行破壁,使其释放出胞内酶,结果表明,超声波处理胞内酶破壁效果较好,最高酶活可达到63.9u/g湿菌体。

三相分离甾短杆菌胆固醇氧化酶及其性质

三相分离（TPP）是将硫酸铵与叔丁醇混合后形成有机相、中间沉淀相和水相。在20°C,调节发酵上清液的pH至6.0,加入硫酸铵使终浓度为400 g/L,溶解后加入与上清液等体积的叔丁醇,静置1 h分相,胆固醇氧化酶在有机相和水相之间形成蛋白沉淀,12 000 r/min离心10 min收集中间蛋白相,用pH 7.5,10 mmol/L的磷酸缓冲液溶解。结果表明：利用三相分离技术从乳化体系中分离纯化胆固醇氧化酶,比酶活提高了3.49倍,收率达93%。回收的酶液进一步经过DEAE-Sepharose Fast Flow纯化,比酶活从3.56 U/mg提高到30.15 U/mg。该酶最适反应温度为60°C,最适反应pH为7.5,酶的等电点为8.5,该酶在37°C,pH 6.0~8.0较为稳定。Hg2＋和Ag＋离子完全抑制胆固醇氧化酶的活性。

溶胶-凝胶法固定胆固醇氧化酶偶联普鲁士蓝化学修饰电极的研究

用溶胶-凝胶法将胆固醇氧化酶固定在普鲁士蓝修饰的玻碳电极表面,制成了一种新型胆固醇传感器,实现了低电位下对胆固醇的间接测定,胆固醇的测定范围伏安法为5×10^(-7)～8×10^(-5)mol/L,安培法为5×10^(-6)～5×10^(-4)mol/L。伏安法检出限为1.2×10^(-7)mol/L,是目前所见灵敏度最高的胆固醇传感器之一,该传感器对胆固醇的测定可避免常规电化学传感器测定中由于样品中大量存在的易氧化物质所带来的干扰,该传感器的寿命长,使用次数在300次以上。

胆固醇通过NADPH氧化酶诱导ROS升高,NF-κB活化进而导致内皮细胞损伤

目的:研究胆固醇对人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的损伤是否与细胞内活性氧(ROS)升高有关,明确此种情况下ROS的主要来源。方法:体外培养HUVECs-12,设置正常对照组、溶媒(无水乙醇)组、胆固醇组、N-乙酰半胱氨酸(NAC)作用1 h后再加入胆固醇作用48 h组。以DCFH-DA为荧光探针,流式细胞术检测细胞内ROS水平;免疫细胞化学方法检测细胞内核因子-κB亚单位p65核移位阳性细胞数;分别用比色法、硝酸酶还原法及ELISA检测细胞培养液中乳酸脱氢酶(LDH)活性、一氧化氮(NO)及单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)浓度。并观察加入产生ROS的4种酶抑制剂二联苯碘(DPI)、鱼藤酮(rotenone)、奥苷嘌醇(oxypurinol)、N-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME)后细胞内ROS水平。结果:(1)与正常对照组比较,50 mg/L胆固醇能升高细胞内ROS(P<0.01),并能激活细胞内NF-κB p65的核移位(P<0.01),升高细胞培养液中LDH活性、MCP-1浓度,降低NO浓度(P<0.01);(2)与胆固醇作用组相比,NADPH氧化酶抑制剂DPI预作用组细胞内ROS明显降低(P<0.01),retenone也可以部分抑制ROS的产生(P<0.05),oxypurinol和L-NAME预作用则几乎不影响胆固醇所致的ROS生成增加(P>0.05)。结论:一定浓度的游离胆固醇能引起内皮细胞内ROS升高,激活细胞内NF-κB,进而导致内皮细胞损伤;此情况下细胞内产生的ROS主要来源于NADPH氧化酶。

重组大肠杆菌产胆固醇氧化酶的指数流加策略

以指数流加策略高密度培养重组大肠杆菌,发酵生产胆固醇氧化酶。通过对比生长速率的分阶段控制使得细胞干重达40.128g/L。确定了最佳的诱导时机为菌体对数生长期的中期,产酶速率为1287.31U/(L·h)。菌体产酶水平达6436.56U/L,生产强度为459.75U/(L·h),实现了胆固醇氧化酶的高效生产。

乳糖诱导重组大肠杆菌表达胆固醇氧化酶的研究

采用乳糖诱导胆固醇氧化酶(COD)基因在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,研究了培养基成分、乳糖浓度、诱导时间和诱导温度对胆固醇氧化酶表达的影响。结果显示,在对诱导条件进行优化控制的前提下,胆固醇氧化酶酶活达到15.2 U/mL。研究结果为乳糖作为诱导剂最终应用于重组基因工程药物的工业化生产提供了有益的参考和借鉴。

高密度培养重组E-coli产胆固醇氧化酶的乳糖诱导策略

研究了乳糖诱导重组大肠杆菌表达胆固醇氧化酶。结果表明,乳糖不仅可以作为诱导剂诱导外源蛋白的合成,而且能作为碳源促进菌体的生长。通过对诱导条件的优化,实现了重组大肠杆菌的高密度培养,最高密度达68.9(OD600);在此基础上确定了最佳的诱导时机为发酵中期,菌体产酶水平达6005.66U/L,生产强度为200.19U/L.h,实现了胆固醇氧化酶的高效生产。

一株产胆固醇氧化酶的不动杆菌的筛选鉴定及特性研究

目的:筛选鉴定产胆固醇氧化酶的菌株并对其酶的性质及发酵条件进行初步的研究。方法:利用唯一碳源的胆固醇平板筛选,酶活测定比较得酶活力最高的菌株;生理生化试验结合16S rDNA序列分析鉴定其种属,单因素及正交实验优化培养基及发酵条件。结果:所得菌株H4与产不动杆菌(Acinetobacter)有最近的亲缘关系,其胆固醇氧化酶作用的最适温度和pH分别为37℃和8.0,金属离子Mg2+、Zn2+、Fe2+对该酶具有一定激活作用,菌株产酶的最适培养基为(g/L):胆固醇1.5,蔗糖5,蛋白胨7,硝酸铵3,吐温1.0,pH7.5;最适培养条件为33℃,15mL培养基/100mL三角瓶,摇床培养(200r/min)48h,优化后发酵液酶活达135.8U/L。结论:获得了1株产胆固醇氧化酶的菌株H4,并初步鉴定为不动杆菌(Acinetobacter)。