金针菇漆酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达研究

综合运用cDNA末端快速扩增 (RapidAmplificationofcDNAEnds ,RACE )和基因组步行等技术克隆到一个金针菇 (Flammulinavelutipes)的漆酶结构基因和其对应的全长cDNA ,经测序和BLAST比对分析表明该基因属于多铜氧化酶基因家族 ,与已发表的漆酶基因 (AF176 2 30 )的同源性最高 ,在氨基酸水平为 72 %。该结构基因命名为gl ccFv,cDNA命名为lccFv ,其序列提交GenBank ,登录号分别为AY4 85 82 6和AY4 5 0 4 0 6。将lccFv的开放阅读框克隆到毕赤酵母表达载体pHBM90 6 ,转化毕赤酵母GS115且实现了分泌表达。将重组毕赤酵母GS115 (pHBM5 6 5 )诱导产酶 ,在培养温度 2 0℃、甲醇流加量为 1 0 % (V V)的情况下 ,其分泌表达的LCCFv的最高酶活为 0 10 70U mL ,最适反应温度为 4 5℃ ,最适反应pH值为 3 9。

红平菇漆酶基因异源表达及对染料脱色的研究

以白腐菌红平菇Pleurotus djamor RNA为模板,通过RT-PCR(反转录)得到红平菇漆酶Pd-lac1基因的完整CDS序列。构建毕赤酵母表达载体pPICZB-Pd-Lac1(重组表达载体),并通过电转化法导入毕赤酵母Pichia pastoris中,通过PCR结果证明,Pd-lac1的CDS序列部分阳性转化子已经整合到甲醇毕赤酵母染色体上。经液体摇瓶培养后筛选出蛋白表达较高的酵母工程菌株,漆酶活力达54 U/L。进而研究了重组漆酶对染料脱色的影响。结果表明:重组漆酶对蒽醌类SN4R脱色可达52.8%;杂环类中性红、偶氮类甲基橙和三苯基甲烷类孔雀绿的脱色率低于SN4R,脱色率分别为14.8%、14.5%、0.24%,显示出重组漆酶对SN4R脱色效率具有较大的应用潜力,从而对含蒽醌类染料的废水处理具有更广的应用前景。

平菇漆酶基因在毕赤酵母中的分泌表达及酶学性质研究

采用RTPCR技术克隆到一个平菇(Pleurotusostreatus)漆酶基因的全长cDNA,命名为lccPo1,其序列提交GenBank,登录号为AY450404。将其ORF克隆到毕赤酵母表达载体pHBM906,转化3株毕赤酵母GS115、KM71和SMD1168,该漆酶基因在3种毕赤酵母菌株中均实现了分泌表达。3种摇瓶培养条件①25℃,1.0%(VV)甲醇;②20℃,1.0%(VV)甲醇;③20℃,0.5%(VV)甲醇,进行比较研究后发现适当提高甲醇浓度有利于漆酶在低温条件下表达,而降低培养温度到20℃则可以提高漆酶的产量2～6倍。3株重组毕赤酵母在其最适反应条件下测得三者粗酶液最高漆酶酶活分别为3.19UmL[GS115(pHBM565)]、2.56UmL[KM71(pHBM565)]和2.49UmL[SMD1168(pHBM565)]。对重组酶进行相关的酶学性质分析表明,三者的最适反应pH值约为4.2,最适反应温度约为60℃。重组毕赤酵母GS115(pHBM565)所产酶的热稳定性稍好,在pH稳定性方面三者没有太大差异。

栓菌420漆酶同工酶B基因克隆及异源表达

根据铜结合区的保守氨基酸序列设计简并引物,扩增栓菌420(Trametessp.420)基因组,结合长距离反向PCR(LD-IPCR)技术,克隆得到新型漆酶同工酶B基因(lacB),包括结构基因(2255bp)及5′-和3′-非编码序列。lacB含12个内含子,其cDNA序列长1560bp,编码495aa成熟多肽和24aa信号肽。lacB与其它不同来源的真菌漆酶基因具有较高的同源性,而与植物、细菌、昆虫的漆酶基因同源性低于25%。将不含信号序列的lacBcDNA通过质粒pPIC9克隆到表达载体pPIC9K上,电击转化毕赤酵母GS115细胞,经BMM-ABTS平板筛选得到漆酶分泌阳性转化子。

Coprinopsis cinerea漆酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

通过反转录反应从Coprinopsis cinerea okayama 7#130中克隆得到laccase 1,应用SignalP 3.0 Server软件分析其氨基酸序列后,设计不含信号肽序列的新引物扩增得到漆酶基因,构建重组酵母表达载体pPIC9K-lac1,电击转化毕赤酵母GS1115,并用甲醇诱导表达,之后研究重组酶的酶学性质。克隆得到的laccase 1碱基数为1 593 bp,编码530个氨基酸,其中信号肽包含18个氨基酸。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)显示重组蛋白大小约为65 kDa。酶学性质研究表明,该酶最适反应温度为45℃,最适pH值为4.3。成功分泌表达的漆酶活力达到1.108 U/mL。

黑木耳漆酶基因在毕赤酵母中的表达及其酶学性质研究

应用SignalP 3.0 Server软件对黑木耳漆酶基因lac1(GenBank No.AY450405)编码的蛋白质序列进行分析,发现在其N端存在18个氨基酸的信号肽序列。通过RT-PCR克隆了lac1基因,分别构建带有自身信号肽的lac1基因毕赤酵母表达载体pPICN-lac1和以α因子信号肽替换自身信号肽的lac1基因毕赤酵母表达载体pPIC9-lac。将这两个载体转化巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115细胞,获得基因工程菌GS115-pPICN-lac1与GS115-pPIC9-lac。SDS-PAGE分析和酶活性测定结果表明,在转化后者中漆酶基因得到了有效分泌表达,而在转化前者中漆酶基因未能得到有效分泌表达。进一步研究确定GS115-pPIC9-lac菌株液体发酵的最适pH为4.0,在此发酵条件下,其分泌表达的漆酶最高酶活为0.149U·mL-1。酶学性质研究表明,该酶的最适反应温度为40℃,最适反应pH为5.0,在最适反应条件下其pH稳定性和热稳定性均较好。

用pGAP启动子在P.pastoris中组成型表达漆酶

目的:用pGAP启动子在P.pastoris中组成型表达漆酶。方法:用PCR从枯草芽孢杆菌基因组中扩增漆酶基因lac2。用NotⅠ和EcoRⅠ双酶切将lac2基因重组于表达载体PGAP9K。通过电转法将其转化于P.pastoris基因组,筛选高G418抗性以及高表达Lac2酶的重组子作为工程菌Gs115(pGAP9k-lac2)。用甘油作为碳源在50L生物反应器中表达重组漆酶Lac2。用ABTS法测定发酵液中的漆酶活力。结果:在发酵30h时,其Lac2酶的表达达峰值,其活性为136.67U/L。其峰值的Lac2酶的表达量为50mg/L。表达产物具有分解ABTs的活性。结论:成功克隆了漆酶基因lac2,并首次实现用pGAP启动子在P.pastoris中组成型表达漆酶,为用P.Pastoris规模化生产漆酶奠定了基础。

灰树花漆酶基因异源高效表达及对茜素红染料的脱色

以白腐菌灰树花RNA为模板,通过RT-PCR得到漆酶Gf-lac1基因的完整CDS序列。构建毕赤酵母表达载体p PICZB-Gf-Lac1,通过电转化法导入其中。部分阳性转化子PCR结果表明,Gf-lac1的CDS序列已经整合到甲醇毕赤酵母染色体上,经液体摇瓶培养后筛选出蛋白表达较高的酵母工程菌株。漆酶活力达53 U/L。研究了重组漆酶对染料脱色的影响,结果表明:重组漆酶对蒽醌类茜素红脱色可达53.6%;杂环类中性红、偶氮类甲基橙和三苯基甲烷类孔雀绿的脱色率低于茜素红,脱色率分别为15.5%,15.1%,0.23%,显示重组漆酶对茜素红脱色效率具有较大的应用潜力,对含蒽醌类染料的废水处理具有很好的应用前景。

特异腐质霉来源漆酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,在有机农药残留和木质素的降解方面具有潜在的工业价值。从特异腐质霉Y1(Humicola insolens Y1)中分离到了漆酶基因Lac1,其全长1 803 bp,编码600个氨基酸,与NCBI蛋白数据库比对结果表明,与来源于Chaetomium globosum CBS 148.51(XP_001228806)的多酚氧化酶序列相似性最高为71%,表明是一个新的漆酶基因。将其克隆入毕赤酵母表达载体pPIC9r中,通过PCR和SDS-PAGE检测证实基因已经整合入酵母基因组中且能分泌表达。在3 L发酵罐中,重组Lac1蛋白表达量达到3.79mg/mL发酵液,酶活性达到1.3 U/mL发酵液。酶学性质分析结果显示,漆酶的最适作用温度为65℃,最适反应pH为4.5,且在pH 6～11的范围内酶的相对活力均在70%以上。