粘质沙雷氏菌膜结合葡萄糖酸脱氢酶的分离纯化及其酶学特性

经超声破碎细胞、TritonX-114相分离、盐析、DEAE-sepharose离子交换层析和Hydroxyapatite吸附层析等步骤,从2-酮基葡萄糖酸(2-keogluconic acid,2KGA)生产菌株粘质沙雷氏菌JUIM03中获得比活力91.43 U/mg、纯化倍数160.4 倍的膜结合葡萄糖酸脱氢酶(gluconate dehydrogenase,GADH)。研究结果表明,粘质沙雷氏菌膜结合GADH由3 个亚基组成,其分子质量分别为65.0、45.0 kDa和23.0 kDa左右,是一种含有细胞色素C的黄素蛋白,能够催化氧化葡萄糖酸为2KGA。粘质沙雷氏菌膜结合GADH的最适反应温度为40 ℃,最适反应pH 5.0,在30 ℃以下、pH 5.0~6.0的条件下较为稳定;该酶具有严格的底物特异性,只有在D-葡萄糖酸作为底物时才具有催化活性,其Km值为1.33 mmol/L;一些金属离子(如Fe3+、Cu2+ 和Zn2+ )、有机溶剂(乙醇、异丙醇、甲醇和丙酮)、变性剂(十二烷基硫酸钠和巯基乙醇)以及有机酸(草氨酸和草酸)对膜结合GADH的催化活性具有明显的抑制作用。研究为粘质沙雷氏菌2KGA生物合成的过程优化与控制提供了一定的理论依据。

过表达果糖脱氢酶促进氧化葡萄糖酸杆菌高效合成5-酮果糖

5-酮果糖(5-KetoFructose,5-KF)具有与D-果糖相似的甜度和自然甜味,且不能被人体代谢而具有低热量的优点,是一种具有发展前景的非营养型天然甜味剂。为了获得5-酮果糖高产菌株,作者将来源于Gluconobacter japonicus的膜结合的果糖脱氢酶基因在Gluconobacter oxydans中过表达,通过对不同的宿主、表达载体和启动子的筛选,获得一株能够高效合成5-KF的工程菌QT-10。在3 L发酵罐中进行补料发酵优化,最终采用恒速连续流加果糖的方式,该工程菌可在82 h内消耗质量浓度为650 g/L的D-果糖,5-KF的产量高达608 g/L,产率为94.6%,时空产率为7.41 g/(L·h)。

氧化葡萄糖酸杆菌DSM 2003膜结合乙醇脱氢酶的纯化鉴定和性质研究

通过超速离心收集膜组分、表面活性剂溶解膜蛋白、CM-纤维素柱层析纯化等步骤,从氧化葡萄糖酸杆菌DSM2003中获得电泳纯的具有1,2-丙二醇脱氢酶活性的脱氢酶,此酶由两个亚基组成,其表观相对分子质量分别为80000和50000。经MALDI-TOFMS-MS质谱分析与肽质量指纹图谱检索鉴定,证明纯化得到的酶是乙醇脱氢酶。酶学性质分析表明,该酶的最适反应温度为30℃,最适pH值为5.5～6.0;该酶能催化多种一元醇、二元醇,但对包含3个以上羟基的多元醇基本无氧化活性;其催化活性随着底物碳链长度的增加而减小;大多数金属离子及抑制剂(Cu2+、Fe3+、Ca2+、EDTA等)对此酶活性均有抑制作用。

黄瓜6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因cDNA片段的克隆及表达分析

以黄瓜品种露丰为材料,根据已报道的6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因(6PGDH)的保守氨基酸序列设计简并引物,利用RT-PCR技术获得黄瓜6PGDH的cDNA同源片段,命名为CSPG(登录号为EU815934)。该片段长度为1 207 bp,包含一个936 bp的开放阅读框(编码311个氨基酸)和271 bp的Poly A 3′非翻译区末端,无内含子;该基因编码的氨基酸序列与拟南芥、大豆、水稻、玉米、菠菜的6PGDH基因有75%以上的同源性。运用半定量RT-PCR技术对6PGDH基因的转录水平进行分析,结果表明:该基因在叶、根、茎中均有表达,高温胁迫下的表达量高于常温对照,说明6PGDH基因与热胁迫相关。

黄瓜胞质6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因克隆及序列分析

根据6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6-phosphogluconate dehydrogenase,6PGDH)基因的保守氨基酸序列设计简并引物,应用RT-PCR技术从黄瓜栽培种品种'北京截头'(Cucumis sativus'Beijingjietou')叶片中获得了640bp的特异片段,以该序列在EST数据库进行同源检索筛选,发现甜瓜EST序列AM715537.2与之高度一致,据此设计引物经RT-PCR扩增、分子克隆和序列拼接,获得了黄瓜6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因全长序列,命名为Cs6PGDH(GenBank登录号FJ610345)。序列分析表明,该基因全长1829bp,其中开放读码框(ORF)长1488bp编码495个氨基酸组成的多肽,编码区内无内含子存在,5′、3′端非翻译区长度各为70bp和271bp。Blast同源性分析显示该基因编码的氨基酸序列与拟南芥、大豆、水稻、玉米、菠菜等物种6PGDH基因有74%以上的一致性。由于与其他物种胞质6PGDH相类似氨基酸N端都缺少长度约为40aa的转运肽,推断Cs6PGDH为黄瓜胞质6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因。

红麻6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6PDGH)基因克隆及RNAi载体构建

【目的】克隆红麻不育系和保持系6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6PDGH)基因,并构建其RNAi载体,为进一步研究其在红麻花药发育中的功能奠定基础。【方法】根据红麻花药转录组高通量测序数据结果和生物信息学方法获得6PDGH基因全长c DNA拼接序列,分别以红麻不育系(P3A)和保持系(P3B)的花药反转录c DNA及总DNA为模板克隆红麻6PGDH基因全长。依据RNAi载体设计原则,选取红麻6PGDH基因c DNA序列中段389 bp的特异片段做为RNA干扰片段,构建红麻6PGDH基因的RNAi载体。【结果】克隆获得的红麻不育系(P3A)和保持系(P3B)花药6PGDH基因全长均为1751 bp,均包含1458 bp的开放阅读框,编码485个氨基酸残基,无内含子;其碱基序列在不育系和保持系中仅存在两个碱基差异。该基因氨基酸序列(Gen Bank登录号KF964027)与拟南芥、玉米、大豆、苜蓿、三角叶杨、蓖麻的6PDGH同源性分别为75.07%、84.57%、86.50%、87.24%、91.19%和92.01%。成功构建了红麻6PGDH基因的RNAi载体,获得了干扰表达载体p ART27-p KANNIBAL-R1+2。【结论】成功克隆获得红麻6PGDH基因全长序列,构建的干扰表达载体可用于红麻6PGDH基因的功能研究。

高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的不同进化起源

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶是植物戊糖磷酸途径中的两个关键酶。在克隆了水稻质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因OsG6PDH2和质体6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因Os6PGDH2基础上,分析比较了水稻胞质和质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的基因结构、表达特性和进化地位。结合双子叶模式植物拟南芥两种酶基因的分析结果,认为高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因在进化方式上截然不同,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的胞质基因与动物和真菌等真核生物具有共同的祖先;6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的胞质酶和质体酶基因都起源于原核生物的内共生。讨论了植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因可能的进化模式,为高等植物及质体的进化起源提供了新的资料。

甘油诱导氧化葡萄糖酸杆菌山梨醇脱氢酶

在山梨醇培养基中,梯度增大甘油质量浓度诱导提高氧化葡萄糖酸杆菌静息细胞山梨醇脱氢酶活力。当甘油质量浓度为20 g/L时,山梨醇脱氢酶的比酶活达到114 U/mg,比未用甘油诱导的提高了67%。甘油诱导后的山梨醇脱氢酶对山梨醇的亲和力增加至1.34倍(Ks从51 mmol/L变为38 mmol/L);同时其储存稳定性提高,用甘油诱导的菌体静息细胞储存30 d后,其山梨醇脱氢酶比酶活是新制备菌体静息细胞的75%,未诱导的只有30%。该工作的新颖性已为陕西省科学技术信息研究所科技查新中心2008年9月18日出具的第2008729号《科技查新报告》所证实。

枯草杆菌6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的分离纯化及部分性质研究

采用DEAE Sepharose离子交换层析,Blue SepharoseCL 6B特异结合层析和SephadexG 200凝胶过滤技术,对枯草芽孢杆菌中的6 磷酸葡萄糖酸脱氢酶进行了分离纯化.纯化倍数为112.3倍,比活为1.46U/mg,回收率为8.2%.纯化酶液经聚丙烯酰胺凝胶电泳检验为单一带.测得全酶相对分子质量为107kD,具有两个分子量相同的亚基,亚基相对分子质量为51kD.最适pH值为8.0,最适温度为30℃,对热不稳定.以6 磷酸葡萄糖酸和NADP+为底物,其Km值分别为Km1(NADP+)=19.8μmol/L和Km2(6 GPA)=22.6μmol/L.在5mmol/L～50mmol/L浓度范围内,Mg2+,Ca2+和Mn2+对酶有激活作用,Fe3+和Cu2+对酶有抑制作用,K+,Na+,Cl-,NO-3,SO-4对酶几乎没有影响.用PMSF,TNBS,NBS,DTT和BrAc对酶进行修饰,实验结果表明,丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸和组氨酸残基可能是该酶活性中心的功能基团.

广西地区葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症与病毒性肝炎的关系

目的了解病毒性肝炎并葡萄糖-6磷-酸脱氢酶(G6PD)缺乏症患儿的基因突变类型,探讨G6PD缺乏基因突变与病毒性肝炎的关系。方法采用自然或错配引物介导的聚合酶链反应(PCR)限/制性内切酶分析,对病毒性肝炎并G6PD缺乏症18例患儿进行G6PD基因3种常见突变类型的分析,并对其临床表现进行分析。结果18例检测出8例G1388A突变,4例G1376T突变,1例A95G突变,突变率为72.22%,与单纯的G6PD缺乏症的基因突变型比较无显著差异。肝炎并G6PD缺乏症患儿急性溶血及急性肾衰竭的发生较单纯肝炎明显增加。结论肝炎患儿G6PD缺乏可能是原发性改变,而肝炎并G6PD缺乏症患儿较单纯肝炎病情重、并发症多。

利用EST数据库资源克隆家蚕Bombyx mori6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因

以果蝇6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6-phosphogluconatedehydrogenase,6PGDH)基因cDNA序列为信息探针,对家蚕EST数据进行同源检索筛选,克隆到了家蚕6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的cD鄄NA序列,该基因全长2011bp。经RT-PCR克隆、序列分析验证,结果表明与电子克隆序列完全一致;该基因具有完整的开放阅读框(ORF),编码蛋白为483个氨基酸;通过与人、果蝇、家鼠、摇蚊、线虫的6PGDH蛋白序列比较,发现该基因具有高度的保守性。

一种提取氧化葡萄糖酸杆菌山梨糖脱氢酶的简单方法

利用表面活性剂TritonX 10 0建立一种提取和测定氧化葡萄糖酸杆菌 (Gluconobacteroxydans )L 山梨糖脱氢酶 (L sorbosedehydrogenaseSDH)活性的简便方法 .最适提取条件为 :TritonX 10 0浓度 φ(Triton) / %=0 .3;提取温度θ=4℃ ;处理时间t/h =6～ 10h;用于提取的菌悬液D550nm范围 0 .0 90～ 0 .2 5 2 .该方法提取效率为细胞碎片法的 97.83%.图 2表 2参

民猪磷酸葡萄糖酸脱氢酶(PGD)基因部分片段的克隆与分析

试验采用比较基因组学结合克隆测序的方法首次获得了民猪的磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的第9,10,12内含子序列,并对测序结果进行了比对。结果表明:磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的第9内含子存在2个点突变(120 G→C和185 C→G),后者造成NlaⅢ酶切位点的缺失;第10内含子存在1个点突变(129 T→C),该点突变造成AceⅠ酶切位点的缺失;第12内含子处没有发现突变位点。

米曲霉6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因(gnd)的克隆及生物信息学分析

采用PCR技术从米曲霉CICC2012菌株基因组中克隆6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因(gnd),并利用生物信息学手段对其氨基酸序列、进化树、理化性质、蛋白质结构等进行分析。序列测定和分析结果表明,gnd基因序列长为1 723bp,包含1个1 551bp的开放阅读框,编码516个氨基酸;gnd基因编码的6PGDH氨基酸序列与黄曲霉6PGDH基因的同源性为99%,存在的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸磷酸化位点分别有11、2和6个;6PGDH蛋白分子量为57.3kD,等电点为5.63;gnd基因编码蛋白二级结构α-螺旋区域占44.57%,β-折叠区域占12.79%,无规则卷曲区域占42.64%;氨基酸残基11～195位点为NADP+结合区域。

氧化葡萄糖酸杆菌中5-葡萄糖酸脱氢酶基因的克隆、表达及酶学性质分析

根据NCBI上的报道的基因序列设计引物,以氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans)H24的基因组为模板,获得5-葡萄糖酸脱氢酶(Ga5DH)基因,将其与表达载体pET-28a连接,构建重组质粒pET-28a-Ga5DH,并转化大肠杆菌Rosetta进行表达。SDS-PAGE检测结果显示,表达蛋白的分子大小为26.5 kD,纯化后酶活达7.83 U/mg。酶学性质分析表明,该酶的最适反应温度为40℃,最适pH为11。在pH 9-11的缓冲中保温8 h,酶活力仍有80%以上的残余。该酶对多种有机溶剂具有良好的耐受性。

家蚕微孢子虫6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因Nb6PGDH的克隆及表达特征分析

6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6-phosphogluconate dehydrogenase,6PGDH)是戊糖磷酸途径的限速酶,参与生物体内递氢体NADPH的产生。通过检索微孢子虫数据库获得家蚕微孢子虫6PGDH基因序列,以家蚕微孢子虫镇江株基因组为模板,设计特异性引物成功克隆了该基因,命名为Nb6PGDH,并对该基因进行序列特征和表达特征分析,为了解6PGDH基因在微孢子虫生长发育过程中的功能提供有用信息。克隆得到的序列全长1 374 bp,包含一个完整的ORF,编码457个氨基酸;与Gen Bank数据库中家蚕微孢子虫6PGDH基因长度相同,相似度为99. 42%,其中8个碱基存在差异,编码的3个氨基酸发生改变。生物信息学分析表明Nb6PGDH蛋白没有信号肽,无跨膜结构域,分子质量为51. 8 k D,等电点5. 83,存在38个磷酸化位点和2个N-糖基化位点。实时荧光定量PCR分析结果表明,家蚕微孢子虫感染家蚕后2~168 h,中肠组织中Nb6PGDH基因都有所表达,且表达水平在生长发育过程中发生变化,说明Nb6PGDH基因在家蚕微孢子虫增殖发育过程中具有一定的生理功能。

苹果6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶Md6PGDH6基因的功能鉴定

【目的】探究苹果6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶Md6PGDH6基因的性质及其生物学功能。【方法】利用PCR技术得到MDP0000235230(Md6PGDH6)基因的全长,进行相关生物信息学分析,利用qRT-PCR技术研究其时空表达模式,利用农杆菌介导的转化方法获得Md6PGDH6转基因‘王林’愈伤组织,以及异源表达Md6PGDH6基因的拟南芥和烟草。【结果】MDP0000235230基因与拟南芥AT4G29120.1(At6PGDH6)归为一类,将MDP0000235230命名为Md6PGDH6基因。Md6PGDH6基因包含一个942 bp开放阅读框。在线网站预测发现,Md6PGDH6蛋白整体表现为亲水性。启动子分析发现,其含有分生组织、激素响应、环境因子和非生物胁迫响应顺式作用元件。Md6PGDH6基因在茎、果皮、果肉和种子中表达量较高,在根、叶和花中表达量较低。Md6PGDH6基因促进‘王林’愈伤组织、拟南芥和烟草的生长。【结论】Md6PGDH6在果肉中表达量较高,Md6PGDH6基因有助于‘王林’愈伤组织的生长。

6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶在产油细菌浑浊红球菌PD630脂质积累中的作用

产油微生物脂质合成的过程已基本清晰:乙酰辅酶A和还原力NADPH在脂肪酸合酶(FAS)的作用下合成脂肪酸。产油微生物菌体内主要有苹果酸酶(ME)、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6PGDH)和异柠檬酸脱氢酶(ICDH)为其脂质合成提供所需还原力NADPH。为了研究6PGDH在浑浊红球菌PD630(Rhodococcus opacus PD630)脂质积累中的作用,作者将编码氧化磷酸戊糖路径(oxPPP)中6PGDH的基因gnd在R. opacus PD630中过表达。结果表明,与对照菌株相比较,过表达gnd的重组菌株总脂肪酸含量提高了20%～30%,且6PGDH酶活力和gnd的转录水平也显著提高。由此可见,6PGDH在R. opacus PD630脂质合成中具有重要的作用,能为其提供所需的还原力NADPH,以促进其脂质的积累。

曼氏裂头蚴6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的基因克隆、蛋白表达及转录水平分析

目的分析曼氏迭宫绦虫中6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(Sm 6PGDH)的潜在的生物学特征和获得纯化蛋白。方法通过NCBI和ExPASy网站中在线软件,预测Sm 6PGDH基因序列的生物信息学特征。通过PCR技术扩增得到Sm 6PGDH的全长序列和构建pET-28a(+)-Sm 6PGDH重组质粒,利用双酶切和测序手段鉴定重组质粒。利用western blot鉴定重组蛋白和定量PCR分析在不同浓度葡萄糖培养的裂头蚴体内的转录水平。结果Sm 6PGDH蛋白由491个氨基酸组成,理论相对分子质量约为53.84 kDa。该蛋白分子中无信号肽。Sm 6PGDH序列与绦虫、人的同源基因一致性分别为75%和65%以上。Sm 6PGDH氨基酸序列中具有39个磷酸化位点、1个O-糖基化位点和9个B细胞线性表位。通过原核蛋白表达,成功得到可溶性的融合蛋白,并且在不同浓度葡萄糖培养的裂头蚴体内Sm 6PGDH的转录水平升高。结论构建了Sm 6PGDH重组质粒并获得纯化蛋白,为在裂头蚴的糖代谢的规律研究中提供了物质保障。

大肠杆菌UDP-葡萄糖脱氢酶基因的克隆、表达及酶活性测定

UDP-葡萄糖脱氢酶(UDP-GlcDH)是透明质酸合成过程中关键的限速酶,可以将UDP-葡萄糖催化生成透明质酸必需的前体物质UDP-葡萄糖醛酸。分别采用大肠杆菌BL21(DE3)和YK537的基因组DNA为模板,通过PCR获得BL21(DE3)和YK537的UDP-GlcDH基因ugd,并采用分子生物学方法分别将两种菌株的ugd基因插入含有PL启动子的pBLMVL2载体中,分别获得重组质粒pBLBugd和pBLYugd,再分别转化于大肠杆菌BL21(DE3)和YK537中,获得4株重组菌;采用升温诱导表达UDP-GlcDH,并测定不同重组菌株的UDP-GlcDH的活性,探索出不同温度诱导条件下UDP-GlcDH的表达量及活性差异。结果表明,采用双阶段升温诱导方式并添加适量酵母粉可以显著提高重组菌表达UDP-GlcDH的活性。