黏虫UDP-葡萄糖基转移酶UGT33J12基因序列分析及对两种杀虫剂的响应

UDP-葡萄糖基转移酶是昆虫体内重要解毒代谢酶,对昆虫抗药性发挥重要作用。研究基于转录组测序获得一条黏虫UDP-葡萄糖基转移酶cDNA序列,经UGT国际命名委员会命名为UGT33J12(GenBank登录号:MT873954)。该序列全长1 798 bp,含有1个开放阅读框,长度为1 557 bp,编码518个氨基酸组成的多肽,分子质量约为58.95 ku,等电点为8.62。UGT33J12基因编码氨基酸N端区域包含一个长度为20个氨基酸信号肽序列,以及起催化作用的组氨酸(H)和天冬氨酸(D);C端区域包含两个供体结合区和一个保守特征性基序;在供体结合区中鉴定得到8个关键氨基酸残基。高效氯氟氰菊酯LD10处理黏虫四龄幼虫12、24和48 h,LD30、LD50处理黏虫12和24 h,该基因表达量上调;氯虫苯甲酰胺LD10处理黏虫四龄幼虫24、48 h,LD30处理黏虫3、12、24和48 h,LD50处理黏虫3、24和48 h,基因表达量均上调。结果表明,该基因可能参与黏虫对高效氯氟氰菊酯和氯虫苯甲酰胺两种杀虫剂解毒代谢过程。

甘油三酯-葡萄糖指数与γ-谷氨酰基转移酶在中青年代谢综合征诊断中的临床应用

目的探讨甘油三酯-葡萄糖(TyG)指数与γ-谷氨酰基转移酶(GGT)预测中青年代谢综合征(MS)的临床价值。方法选取2022年12月至2023年9月在首都医科大学附属北京世纪坛医院肥胖与代谢中心住院治疗的151例中青年MS患者作为研究对象(MS组),另选取同期在医院进行健康体检者130例作为对照组,分别测定两组的代谢及炎症指标。MS组根据MS组分数目分为MS3组(101例)、MS4组(32例)及MS5组(18例),比较三组TyG指数、GGT水平。采用Pearson相关检验分析TyG指数、GGT与MS诊断指标的相关性。通过多因素logistic回归分析MS发生的危险因素。使用受试者操作特征(ROC)曲线评估TyG指数、GGT预测MS的价值。结果MS组患者TyG指数、GGT显著高于对照组,MS5组TyG指数、GGT显著高于MS3组和MS4组,差异均有统计学意义(P<0.05)。Pearson相关分析显示,TyG指数、GGT水平与体重指数、舒张压、收缩压、空腹血糖、甘油三酯呈正相关(P<0.05),与高密度脂蛋白胆固醇呈负相关(P<0.05)。Logistic回归分析显示,TyG指数、GGT均为MS的危险因素。ROC曲线分析显示,TyG指数、GGT预测MS的曲线下面积(AUC)分别为0.72(95%CI 0.66~0.781)、0.675(95%CI 0.612~0.739)结论中青年MS患者TyG指数、GGT表达明显增高,二者均与MS的发生密切相关。

椪柑柠檬苦素-UDP-葡萄糖基转移酶基因的克隆、分析及表达

目的克隆中药橘核主要来源品种椪柑Citrus reticulata的柠檬苦素-UDP-葡萄糖基转移酶(limonoid-UDP-glucosyl transferase gene,LGT)基因,并进行生物信息学及表达分析为橘核有效成分合成及调控机制研究提供基础。方法克隆获得LGT序列,通过生物信息学对该基因蛋白的特征进行分析,构建LGT与相关物种LGT的系统进化树,利用RT-PCR分析橘皮、橘肉以及橘核中LGT基因表达量,并进行分析和比较。结果测序所得椪柑LGT序列全长为1 530 bp,具有1 509 bp的完整开放阅读框,编码502个氨基酸。并对其蛋白二级、三级结构进行了分析和预测。基因表达分析结果发现椪柑LGT基因在橘核中表达量最低,其次为橘皮,表达量最高为橘肉。结论成功克隆、分析并表达了椪柑LGT基因,为橘核中柠檬苦素类物质合成及调控机制研究提供基础。

UDP-糖基转移酶GmSGT2催化金盏花苷E的半乳糖基修饰

通过qPCR从大豆cDNA文库克隆得到UDP-糖基转移酶GmSGT2的基因,构建工程菌株E.coli BL21/pET28a-GmSGT2,通过His-tag标签法得到纯化的GmSGT2,探究GmSGT2底物特异性,考察pH、温度对GmSGT2的影响,测定其催化金盏花苷E的动力学常数,通过分子对接阐明GmSGT2的底物识别机制。结果表明:GmSGT2可将1分子半乳糖转移到金盏花苷E糖上的C2位置,实现糖上加糖。除UDP-半乳糖外,GmSGT2还可识别UDP-葡萄糖、UDP-木糖和UDP-阿拉伯糖,相对酶活为24.67%~37.60%。GmSGT2催化金盏花苷E的最适温度为40℃,最适pH为7.5,催化效率k_(cat)/K_m为2.71 L/(mmol·s)。分子对接结果表明,His20是GmSGT2的催化氨基酸,Ser19、Ala146、Arg260、Tyr262、Ser291、Leu353、Trp370、Asn371、Thr372和Glu391参与识别底物。GmSGT2催化金盏花苷E半乳糖苷化的研究为酶法合成半乳糖苷衍生物提供指导意义。

管纹艳虎天牛UDP-葡萄糖基转移酶基因的鉴定及表达特征分析

【目的】昆虫UDP-葡萄糖基转移酶(UGT)在其内源性和外源性有毒化合物的解毒代谢过程中起着重要作用,但在管纹艳虎天牛Rhaphuma horsfieldi中UGT基因的研究尚属空白。【方法】采用转录组学、生物信息学、进化和表达谱分析、蛋白同源建模等技术研究了管纹艳虎天牛的UGT基因家族。【结果】从管纹艳虎天牛转录组中一共鉴定到36个RhorUGTs基因,其中17个具有全长序列。鞘翅目不同种间UGT基因数量的比较表明,管纹艳虎天牛具有中等数量的UGT基因。进化分析结果表明,RhorUGTs分布在10个亚家族中,其中UGT352亚家族为天牛科昆虫所特有,且该亚家族中RhorUGT2/7/10/16/18/27可能通过基因的复制产生。表达谱结果表明,大部分RhorUGTs基因在检测的所有组织中均有表达,部分基因呈现触角或跗节特异或高表达的特点,暗示它们具有嗅觉或触觉等功能。三级结构分析发现,RhorUGT17的α3、α4、β4和β5主要参与UDP-葡萄糖的结合。【结论】本研究明确了管纹艳虎天牛UGT基因的数量、序列特征、进化关系及组织表达特征,研究结果为该种天牛解毒代谢机制的阐明奠定基础。

环糊精葡萄糖基转移酶合成AA-2G反应条件初探

为了探究重组菌株pET-28a(+)-cgt-T1/BL21(DE3)产生的环糊精葡萄糖基转移酶(Cyclodextrin glucosyltransferase,CGTase)催化合成2-O-α-D-吡喃葡萄糖基-L-抗坏血酸(Ascorbic acid 2-glucoside,AA-2G)的效果,用LB发酵培养基表达重组蛋白CGTase-T1,经亲和纯化柱纯化并浓缩后,测定其β-环化活性和歧化活性。以维生素C(Vitamin C,V_(C))和β-环糊精为底物,酶法合成AA-2G,并通过单因素优化实验,进一步探究了不同糖基供体、底物浓度、pH、温度、底物比例、蛋白浓度以及反应时间对AA-2G产量的影响,对酶合成AA-2G的动力学进行了分析。结果表明:此酶具有合成AA-2G的能力,未优化前AA-2G的产量为0.67 g/L。优化后,考虑到低成本和经济效益,选择可溶性淀粉和麦芽糊精为糖基供体,当糖基供体为可溶性淀粉时,底物浓度为70 g/L,反应pH4.5,反应温度37℃,底物比例3/3(VC/糖基供体),蛋白浓度5.0 mg/mL,反应时间为42 h时,该重组CGTase催化合成AA-2G的产量最高能达到12.68 g/L;当糖基供体为麦芽糊精时,底物浓度为30 g/L,反应pH5.0,反应温度37℃,底物比例4/2,蛋白浓度5.0 mg/mL,反应时间为30 h时,该重组CGTase催化合成AA-2G的产量最高能达到4.96 g/L。在最适条件下,AA-2G的产量分别是未优化反应条件下的18.93倍和7.40倍。经动力学分析发现可溶性淀粉作为糖基供体的催化效率高于麦芽糊精,因此,可溶性淀粉作为糖基供体比麦芽糊精更具有优势,合成得到AA-2G的产量更高。本研究成功将重组CGTase-T1用于AA-2G的合成,通过优化酶法合成的反应条件,使AA-2G的产量得到了大幅提高,为实现AA-2G的工业生产提供参考意义。

Bacillus stearothermophilus NO2环糊精葡萄糖基转移酶Leu277突变提高α-环糊精产量

环糊精葡萄糖基转移酶(cyclodextrin glucosyltransferase,CGTase)能够以淀粉为底物发生环化反应生成环糊精,包括α-环糊精(α-cyclodextrin,α-CD)、β-环糊精及γ-环糊精,其中α-环糊精产量低且易降解。该研究选择Bacillus stearothermophilus NO2来源的CGTase,考察其突变体E142P、L277M、L277F、E142P/L277M、E142P/L277F、L277M/N353A及L277F/N353A以可溶性淀粉为底物生产α-CD的能力。与野生型相比,最优突变体为E142P/L277M,α-环糊精产量提高1.7 g/L,且在产物中占比提高14.3%。分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟结果表明,E142P/L277M突变体中2个突变位点相互影响较小。此外,L277M/N353A催化效果较差,MD结果表明该突变体整体结构变化较大且溶剂可及表面积增大,不利于转糖苷反应的发生。该研究为CGTase的分子改造提高环化反应活性以及CGTase在α-环糊精工业化生产中提升产量提供了新思路。

产环糊精葡萄糖基转移酶苦橙内生细菌的分离鉴定

为寻找产环糊精葡萄糖基转移酶(cyclodextrin glycosyltransferase,CGTase)的微生物新菌株,采用酚酞-甲基橙筛选平板、淀粉-碘筛选平板从苦橙内生细菌中分离获得一株可产环糊精葡萄糖基转移酶的新菌株,命名为KCEB04。形态学特征、生理生化反应、16S rDNA序列同源性分析结果表明,菌株KCEB04归属于产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)。酶活测定结果表明,该菌株所产淀粉水解酶酶活为5 884.35 U/mL、α-CGTase酶活为1.65 U/mL、β-CGTase酶活为0.44 U/mL、γ-CGTase酶活为1.05 U/mL。

环糊精葡萄糖基转移酶的生产及其分离纯化研究进展

环糊精因其特殊的性质而备受食品、化妆品和制药等行业的青睐。对环糊精的巨大需求也使其生产所必需的环糊精葡萄糖基转移酶(CGTase,EC2.4.1.19)成为人们关注的热点。目前,对该酶的研究多集中在作用机制、菌株筛选等方面,从发酵生产到分离提纯的系统性报道并不多见,因此,结合国内外对CGTase的大量研究工作和中国的资源优势,笔者以CGTase的发酵生产和分离提纯为出发点,以环糊精产业未来的商业需求为基础,对优质CGTase的发酵生产和提纯方法进行了综述,同时对该领域的未来研究进行了展望。

β-环糊精葡萄糖基转移酶的固定化及其酶学性质

采用吸附-交联法对β-环糊精葡萄糖基转移酶(β-cyclodextrin glycosyltranserase,β-CGTase)进行固定化,对吸附载体进行了比较和筛选,优化了交联条件,并对固定化后酶的催化特性进行了初步分析。研究表明阴离子交换树脂D380对β-CGTase的吸附性较好;固定化的最佳条件为:戊二醛浓度0.02%、pH 8.0、4℃和固定化8 h,固定化后β-CGTase的酶活可达842 U/g。固定化β-CGTase的热稳定性显著提高,具有良好的操作稳定性;与游离态相比,固定化β-CGTase催化瑞鲍迪苷A形成的产物较少,显现出更佳的催化特异性。

小麦(Triticum aestivum L.)UDP-葡萄糖基转移酶TaUGT6基因的原核表达及蛋白纯化

为了研究小麦抗赤霉病相关UDP-葡萄糖基转移酶TaUGT6基因的功能,利用TaUGT6基因的编码区构建了原核表达载体pGEX-TaUGT6,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株后,经异丙基硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导表达对培养温度、培养时间进行了探索;然后利用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)检测重组蛋白,进行蛋白纯化。结果表明:Ta UGT6的编码区为1473 bp,导入大肠杆菌的TaUGT6基因能够被诱导表达,重组蛋白在25℃经过夜诱导和37℃经6 h诱导效果较好,表达重组蛋白的表现分子量与理论分子量基本一致,利用蛋白层析系统获得了纯度较高的重组可溶性蛋白。本研究为今后通过体外酶活分析、抗体制备等方法深入研究该基因的功能提供了依据。

Bacillussp.HA-1产环糊精葡萄糖基转移酶发酵工艺研究

在10 L 发酵罐中,研究了环糊精葡萄糖基转移酶产生菌 Bacillus sp．HA-1的发酵规律,结果表明,在菌体对数增长期,发酵液溶氧处于较低状态,发酵液 pH 在对数增长前期持续下降,中期后回升,菌体产酶呈增长趋势；当菌体增长进入稳定期,发酵液溶氧迅速回升至初始状态,pH 也回升至起始值,菌体产酶接近峰值。根据发酵规律优化发酵工艺,通过有效增加菌体对数增长期发酵液溶氧,使菌株产酶到达高峰的时间缩短了 50%以上。应用该菌株在5 m^3生产罐中发酵,24 h 产酶水平达到6 800 IU/mL。

一株产环糊精葡萄糖基转移酶的地衣芽孢杆菌的选育、产酶条件及酶学特性

从土壤分离物中筛选到一株环糊精葡萄糖基转移酶 (CGTase)产生菌 4 0 3,96h发酵酶活为 0 95U mL。经紫外辐射和硫酸二乙酯复合诱变而获得突变株CLS4 0 3,96h发酵酶活达 1 36U mL ,提高 4 3%。该突变菌株被鉴定为地衣芽孢杆菌 (Bacilluslicheniformis) ,产CGTase的最佳碳源为可溶性淀粉 ,最佳氮源为硝酸铵 ,最适初始pH为 6 5 ,最适培养温度为 35℃ ,发酵期间CGTase的产生高峰 (第 96h)滞后于菌体生物量高峰 (第 4 8h) 2d。菌株所产CGTase的最适反应pH为 6 0 ,最适温度为 5 5℃ ,在pH 6 0～ 7 5间和 5 0℃下保持 1h后的剩余酶活均达 90 %以上 ;酶液中适量添加Ca2 + 能大幅提高CGTase在 5 5℃下的稳定性。经高效液相色谱分析 ,CGTase作用于淀粉后的产物以α 环糊精为主 ,β 环糊精为次 ,二者比例为 2 4 7∶1,环糊精总产率达 2 9 8% ,但产物中不含γ

环状糊精与环状糊精葡萄糖基转移酶

本文简述了环状糊精的结构性质和用途,并对环状糊精葡萄糖基转移酶的测定方法和固定化做了简要综述。

梁平柚葡萄糖基转移酶基因的克隆及原核表达

基于GenBank公布的葡萄糖基转移酶(LGT)基因的核苷酸序列,设计并合成特异性引物,以梁平柚成年树幼叶总RNA为模板,通过RT-PCR方法扩增葡萄糖基转移酶基因,将该基因片段克隆到原核表达载体pET-28a(+)上,构建了该基因的融合表达载体pET28a-CmLGT,转化到大肠杆菌BL21(DE3)中.经1.0mmol/LIPTG诱导表达获得大小约为62Kd的目的融合蛋白.

环糊精系列综述之一 环糊精葡萄糖基转移酶的筛选及其定向改造

环糊精因其特殊性质得到了食品、化妆品、医药等行业的青睐,全球消费量逐年稳步增加。环糊精的巨大需求也使其生产中所必需的环糊精葡萄糖基转移酶(CGT酶,EC 2.4.1.19)成为研究热点。目前,对该酶的研究多集中在作用机制、产物专一性机理等,鲜见从菌株筛选出发的系统性报道。因此,作者从野生CGT酶菌株的筛选出发,立足未来环糊精工业的商业诉求,综述了优质CGT酶获取的多种途径。同时结合国内外对CGT酶的大量研究工作以及我国的资源优势,对该领域未来的研究提出更高的期望。

高产环糊精葡萄糖基转移酶的枯草芽孢杆菌选育、产酶与酶学特性

选育了一株高产环糊精葡萄糖基转移酶（CGTase）的芽孢杆菌Sx菌株，经16SrRNA测序分析，结合菌体及菌落的形态特征，鉴定该茵株为枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）。对其产酶条件与酶学特性进行了研究。结果表明，以1g／dL玉米淀粉和2g／dL豆粕粉为碳氮源，pH6．5，30℃，220r／min，60h的条件下，菌株所产CGTase酶活性可达5596U／mL；该酶在30～50℃，pH5．5-9．0下保持稳定，在50℃，180r／min，PH6．5，CGTase酶活力为1107U／mL的条件下对20mg／mL甜菊甙转化48h，甜菊甙溶液中的莱鲍迪甙与甜菊甙的比值（RA／SS）从转化前的0．45上升到0．53。

2-O-α-D-葡萄糖基-L-抗坏血酸的酶法合成及其应用研究进展

2-O-α-D-葡萄糖基-L-抗坏血酸(2-O-D-glucopyranosyl-L-ascorbic acid,AA-2G)不仅稳定性强且保留了L-抗坏血酸(L-ascorbic acid,L-AA)的大部分生理活性,是L-AA最好的替代品。体外酶法合成AA-2G具有经济、快速、绿色和安全等显著优势,是规模化生产AA-2G的可行方法。该文综述体外酶法合成AA-2G的研究进展,重点梳理环糊精糖基转移酶和蔗糖磷酸化酶合成AA-2G的研究现状,并对AA-2G的功能及应用前景进行讨论和展望。

刺五加葡萄糖基转移酶基因的克隆与表达分析

刺五加是中国的珍贵药用植物,UDP-葡萄糖基转移酶(UDP-glucosyltransferase,GT)是催化其三萜皂苷类成分生物合成的关键酶。利用RT-PCR和RACE技术,从该植物中分离出全长为1 959bp的GT基因cDNA序列,该基因开放阅读框为1 827bp,编码一个含608个氨基酸的蛋白质,分子量为6.672 3×104ku。生物信息学分析结果显示,该蛋白包含GT家族的标志性序列,不存在跨膜区域,定位于细胞质中,属于参与植物次生代谢的GT-B型。表达分析的结果表明,刺五加GT基因在各生长时期和器官中均有表达,但表达量具有显著差异(P<0.05)。最大表达量出现在盛花期,为最低表达量(叶片衰老期)的1.81倍。各器官中,叶片的表达量最高,是最低量幼茎的1.64倍。

利用重组大肠杆菌生产α-环糊精葡萄糖基转移酶

将来源于软化类芽孢杆菌(Paenibacillus macerans)的α-环糊精葡萄糖基转移酶(α-CGT)基因插入含pelB信号肽的质粒pET-20b(+)中,构建了表达载体pET-20b(+)/cgt,并将其转化表达宿主E.coliBL21(DE3)。对重组菌E.coliBL21/pET-cgt进行摇瓶发酵条件的优化,确定了其胞外表达α-CGT酶的最适条件:葡萄糖8 g/L,乳糖0.5 g/L,蛋白胨12 g/L,酵母膏24 g/L,K2HPO472 mmol/L,KH2PO417 mmol/L,CaC l22.5 mmol/L;初始pH为7.0,诱导温度为25℃。在该条件下培养90 h后最终α-CGT酶的胞外比活达到22.1 U/mL,与来源菌P.macerans所产天然酶比活相比提高了42倍,实现了α-CGT酶的高效生产。将基因工程菌在上述条件下于3 L发酵罐中发酵,90 h后胞外酶比活达到22.6 U/mL,证实了工业化放大的可能性。