产甲壳素酶菌株的发酵条件、酶的分离纯化及酶学性质研究

利用甲壳素为唯一碳源从土壤中筛选得到1株产甲壳素酶活力较高的菌株HD002,初步鉴定其为Massilia属。确定菌株产甲壳素酶的最适培养基组成为(g/L):(NH4)2SO45,K2HPO40.7,KH2PO40.3,MgSO4.7H2O 1,胶体甲壳素10;最适产酶培养条件为:培养基起始pH值6.0,培养时间192 h,发酵液酶活力达1.314 U/mL。采用70%饱和度硫酸铵盐析、DEAE-Sepharose F.F阴离子交换层析、Sephadex G-75凝胶过滤层析对该甲壳素酶进行纯化,SDS-PAGE证明达到电泳纯。该甲壳素酶的分子量为60.2 kDa,最适反应温度为55℃,最适反应pH值为5.0,Cu2+和Fe3+对酶活力有明显的抑制作用,Ca2+和Na+对酶活力有明显的促进作用。     

中国明对虾体壁N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶的分离纯化及酶学性质

为了探讨对虾N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(EC3.2.1.52,NAGase)的分离纯化及其酶学性质,作者以中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)体壁为材料,通过硫酸铵沉淀分级分离、SephadexG-100柱层析和DEAE-32离子交换柱层析纯化,获得聚丙烯酰胺凝胶电泳纯的N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶酶制剂,纯化酶比活力为3938.56U/mg。通过SDS-PAGE凝胶电泳,测得该酶亚基分子量为48.88 kD。酶的最适pH为6.0,最适温度为45℃;该酶在pH 6.0~9.0区域较稳定,温度稳定性范围是20~35℃,45℃下处理1 h酶活力丧失65.04%。酶水解对硝基苯-N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷的Km为0.229 mmol/L,Vmax为5.00μmol/(L·min)。进一步研究金属离子对酶活力的影响,结果表明:Li+、Na+和Ba2+对酶没有明显影响,Mg2+、Ca2+、Mn2+、Co2+、Fe3+和Al3+对酶均有不同程度的激活作用,Cu2+、Zn2+和Pb2+对酶呈抑制作用,1.0 mmol/L Hg2+对酶呈激活作用,而10 mmol/L Hg2+使酶活力降低42.37%。     

中国明对虾蛋白酶的分离纯化及其酶学性质研究

以中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)肝胰脏为材料,通过硫酸铵沉淀分级分离、Sephadex G-100和DEAE-32柱层析纯化,经PAGE获得蛋白酶,该酶的比活力为96.752U/mg。SDS-PAGE显示一谱带,测得酶亚基分子量为36.3kDa,凝胶层析法测得酶分子量为100.9kDa,推断该蛋白酶由3个相同亚基组成,等电聚焦电泳法测得酶的等电点pI为9.65。以酪蛋白为底物,研究蛋白酶催化反应的动力学参数。结果表明:蛋白酶的最适pH、最适温度、Km和Vmax分别为8.0、65℃、4.578mg/mL和0.273U/min;酶在pH为5.0~10.0范围内较稳定,在20~45℃之间具有较好的热稳定性,在50℃以上热稳定性迅速下降。Mg2+对酶活力没有影响,Ca2+、Ba2+、Cu2+、Mn2+、Co2+、Zn2+和Hg2+对酶有不同程度的抑制作用,其中Hg2+的抑制作用最强,10mmol/L Hg2+可使酶活力完全丧失,而Fe2+对酶有激活作用。EDTA对酶活力没有影响,推断该蛋白酶为非金属蛋白酶。     

超嗜热古菌耐热酸性α-淀粉酶的发酵条件和酶学性质研究

对一株分离自深海热液口的超嗜热古菌(Thermococcus sp.HJ21)菌株进行了α-淀粉酶发酵条件的优化和酶学性质的研究.该菌株发酵9h后到达产酶高峰,产酶温度范围为60-90℃,其最适产酶温度为80℃.产酶pH范围为5.0-9.0,最适产酶pH为7.5.产酶NaCl浓度范围为0.5-4.0%,2.5%为最适宜NaCI浓度.糖原、淀粉、麦芽糖、酵母膏和蛋白胨促进产酶.该菌株产生的α-淀粉酶的分子量为51.4 kDa,酶的最适作用温度为95℃,在100℃仍有60%的酶活力.酶在90℃的半衰期为5 h,在100℃ 2 h仍有40%的残余酶活,酶的热稳定性不依赖Ca2+.酶的最适作用pH为5.0,pH 4.5仍有80%的酶活力,pH在5.5-7.0较稳定(80℃ 4 h).金属离子1 mmol/L的Mg2+、Co2+、Sr2+、Ba2+、K+、Na+对酶有激活作用,Cu2+、Pb2+、Hg2+、zn2+、Al3+对该酶均有抑制作用.     

弧菌DS32褐藻胶裂解酶基因vralg1的异源表达和酶学性质研究

对从福建省东山湾沉积物样品中筛选到的菌株Vibrio sp. DS32的褐藻胶裂解酶基因vralg1进行克隆和异源表达,并对其酶学性质进行评估。以DS32基因组为模板,克隆褐藻胶裂解酶基因vralg1,构建了pET-vralg1重组表达载体,并在大肠杆菌中实现了异源表达,对重组酶VRALG1的酶学性质、底物特异性和完全降解产物等进行了测定。结果表明：重组酶VRALG1最适温度为35℃,在5～50℃范围内相对酶活力达到80%以上,最适pH为6.5～7.5,在pH为6.0～9.0范围内保温1 h后相对酶活力在90%以上;重组酶VRALG1最大反应速率为5.919 mmol/(L·min),米氏常数为3.712 mmol/L,最适条件下比活力为5.874 U/mg; K⁺、Cs⁺、Na⁺、咪唑和乙醇对酶活性影响较小,5 mmol/L或50 mg/mL浓度下相对酶活力保持90%以上,EDTA对酶的抑制作用明显,1 mmol/L浓度下可使酶完全失活;重组酶VRALG1对海藻酸钠和聚古罗糖醛酸具有较高的降解活性,TLC分析显示产物主...     

中国鲎内脏N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶的分离纯化及其酶学性质

以中国鲎(Tachypleus tridentatus)内脏为材料,分别通过30%和80%饱和度(NH_4)_2SO_4沉淀分级分离、葡聚糖凝胶柱Sephadex G-200层析、以及离子交换柱DEAE-32层析,从而获得N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(EC3.2.1.52,NAGase),经PAGE检定达到电泳纯,酶的比活力为505.21 U/mg。SDS-PAGE显示一谱带,测得该酶蛋白亚基分子量为121.5kDa,等电聚焦电泳法测得酶的等电点pI为6.01。以pNP-β-D-GlcNAc为底物,研究NAGase催化反应的动力学参数。结果表明:中国鲎NAGase的最适pH、最适温度、K_m和V_(max)分别为5.4和55℃、0.421 mmol/L和13.158μmol/L·min~(-1);酶在pH=4.5~7.0范围内较稳定,在20~50℃之间具有较好的热稳定性。酶在276nm波长处有紫外吸收峰,在232.2nm波长的内源荧光激发下,酶内源荧光发射光谱峰在330.9nm波长处。Na~+,K~+和Li~+对NAGase活力没有影响,Ca~(2+)、Ba~(2+)和Co~(2+)对NAGase有不同程度的激活作用,Co~(2+)对NAGase的激活作用较大,5mmol/L Co~(2+)能使NAGase活力提高41.67%;Mg~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)、Fe~(3+)、Al~(3+)、Pb~(2+)、Ag~+、Cd~(2+)和Hg~(2+)等10种金属离子对NAGase活力有不同程度的抑制作用,5mmol/L Cd~(2+)可使酶活力丧失85.60%,而Hg~(2+)对酶的抑制作用最强,0.1mmol/L Hg~(2+)可使酶活力丧失90.10%。EDTA对酶活力没有影响,推断中国鲎NAGase属于非金属酶类。     

褐牙鲆鳃丝Na+-K+-ATPase性质的研究

研究了褐牙鲆 (Paralichthysolivaceus)鳃丝Na K ATPase的性质。结果表明 :褐牙鲆鳃丝Na K ATPase活力随着反应温度、pH的增加均呈现峰值变化 ,其最适反应温度为 3 0～ 3 5℃ ,高于 40℃酶活力急剧下降 ,至 5 0℃酶失活 ,而最适pH为 7.5～ 8.0之间 ,pH <7.5或 >8.0时酶活力急剧下降 ,低于 6.0酶活则被完全抑制 ;在本试验设计的反应时间和底物浓度范围内 ,随着时间和底物浓度的增大 ,酶活力的变化均为逐渐升高 ,且上升趋势逐渐变缓 ;反应介质中Na ,K ,Mg2 的最适浓度分别为 180 ,3 0 ,6mmol/L ,并且当K 或Mg2 浓度为 0时 ,酶活力均接近于 0。抑制剂乌本苷对鳃丝Na K ATPase活力表现为显著性抑制 ,在乌本苷浓度为 2mmol/L时 ,酶活力完全被抑制。     

海藻工具酶研究Ⅱ.褐藻酸酶的制备、性质及对裙带菜细胞的解离研究

褐藻酸降解菌埃氏交替单胞菌(Alteromonas espejiana)菌株Al01,通过发酵培养制备褐藻酸酶.该酶作用的最适pH为7.0,最适温度为40℃,最适底物浓度为1%～2%;在离子浓度为0.5mmol/dm3时,Mn2+对酶促反应稍有促进作用,Ca2+、Hg2+则有明显的抑制作用.该酶用于裙带菜单细胞和原生质体解离时,以酶液组成为褐藻酸酶1%、纤维素酶1%,45×10-3的NaC1为渗透剂,酶解温度25℃,pH7.0,酶解3-4h效果最好.     

海藻酸钠凝胶(C_6H_7NaO_6)_x交联Ca~(2+)包埋风味酶的工艺优化及应用稳定性研究

以海藻酸钠为载体,Ca2+为交联剂,对风味酶进行固定化。以固定化酶活力回收率为指标,在单因素试验基础上,通过响应面分析方法优化了固定化风味酶的工艺,并考察了固定化风味酶使用的稳定性。通过对回归模型进行分析,确定最佳的固定化工艺参数为海藻酸钠浓度2.43%,加酶量(酶液体积/海藻酸钠体积)1:1.76,固定化时间2.89 h,此时固定化酶的活力回收率可达81.88%,考虑到实际操作时对参数精度的控制水平,将固定化酶的优化工艺确定为海藻酸钠浓度2.50%,加酶量(酶液体积/海藻酸钠体积)1:2,固定化时间3.00 h,固定化酶的活力回收率达到80.05%±1.33%。优化工艺下制得的固定化风味酶最适使用温度为60?C,热敏感性降低,稳定性提高;最适p H 8.0,比游离酶向碱偏移了1.0,酸碱适用范围增大;可多次使用,冷藏条件下储藏3周后活力依然保持在80%以上。     

南极产碱性淀粉酶菌株NJ270的选育及酶学性质

从南极中山站排污口沉积物样品中筛选到一株产碱性淀粉酶的耐冷菌株NJ270,结合形态学观察和16S rDNA序列分析表明该菌属于假单胞菌属(Pseudomonas).发酵试验发现添加淀粉能使产酶量提高8.42倍.采用硫酸铵沉淀、Q Sepharose XL离子交换层析和Sephadex G-75凝胶层析对假单胞菌NJ270淀粉酶进行了纯化,获得电泳纯的淀粉酶,SDS-PAGE检测结果表明该酶大小约为55 kDa.酶学性质研究表明其最适pH值为9.0,最适作用温度为50℃.在低于40℃的条件下具有较高的热稳定性,属于碱性中温淀粉酶.该酶可水解可溶性淀粉生成麦芽五糖.酶活力受多种金属离子和螯合剂的影响,其中Mg2+可使酶活力提高10%,而Fe3+、Co2+、Cu2+、Zn2+、Hg2+、EDTA则能抑制酶活性,抑制率均为60%左右.该酶的性质特征表明其在洗涤剂制造等工业生产中有一定的应用潜力.     

海洋细菌QY202产κ-卡拉胶酶的分离纯化和性质研究

为获得高效降解卡拉胶菌株,从青岛太平角海域采集的角叉菜表面分离到1株高产κ-卡拉胶酶的海洋交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)QY202,经硫酸铵沉淀、脱盐、DEAE阴离子交换层析等步骤从该菌株发酵液上清中分离纯化得到1种专一性降解κ-卡拉胶的κ-卡拉胶酶,并研究了该酶的基本酶学性质.结果表明该酶被纯化了23.1倍,回收率为43.9%,分子量大小为33.2 kDa.酶的最适反应温度为40 ℃,最适反应pH为8.0,在0～40 ℃,pH=7.0～8.0之间酶活力较稳定.酶对底物κ-卡拉胶的米氏常数Km值为1.6 mg/mL.Na~+、K~+对酶活有促进作用,而Hg~(2+)、Cu~(2+)强烈抑制酶的活性.酶解κ-卡拉胶的主产物为硫酸新κ-卡拉二糖和硫酸新κ-卡拉四糖.     

Characterization of a thermostable manganese-containing superoxide dismutase from inshore hot spring thermophile Thermus sp. JM1

A thermostable superoxide dismutase (SOD) from the inshore thermophile Thermus sp. JM1 was purified to homogeneity by steps of fractional ammonium sulfate precipitation, DEAE-Sepharose chromatography and Phenyl-Sepharose chromatography. The specific activity of the purified native enzyme was 1 656 U/mg. A sod gene from this strain was cloned and overexpressed in Escherichia coli (E. coli). The prepared apo-enzyme of the purified recombinant SOD (rSOD) was reconstituted with either Fe or Mn by means of incubation with appropriate metal salts. As a result, only Mn 2+ - reconstituted rSOD (Mn-rSOD) exhibited the specific activity of 1 598 U/mg. SOD from Thermus sp. JM1 was Mn-SOD, judging by the specific activities analysis of Fe or Mn reconstituted rSODs and the insensitivity of the native SOD to both cyanide and H 2 O 2 . Both the native SOD and Mn- rSOD were determined to be homotetramers with monomeric molecular mass of 26 kDa and 27.5 kDa, respectively. They had high thermostability at 50 ° C and 60 ° C, and showed striking stability across a wide pH span from 4.0 to 11.0.     

近海温泉中嗜热菌Geobacillus sp. ZH1锰超氧化物歧化酶的克隆与表达

将嗜热菌Geobacillus sp. ZH1的超氧化物歧化酶(supseroxide dismutase,SOD)基因插入表达载体pET-32α(+),在Escherichia coli BL21(DE3)中进行表达,并利用亲和层析纯化重组超氧化物歧化酶.将制备的脱辅SOD进行Mn2+和Fe2+金属重构后,得到的Mn2+重构SOD的比活力达668U/mg,Fe2+重构Fe-SOD没有活性,说明ZH1菌株的超氧化物歧化酶为Mn-SOD.凝胶过滤及SDS-PAGE分析显示,Mn2+重构SOD为同聚二聚体,亚基分子量为71.7 kDa.这些研究结果为进一步研究该酶的生化特性及酶的定向进化研究奠定了良好的基础.     

低温脂肪酶基因在毕赤酵母中的表达研究

将已有的低温脂肪酶基因克隆至表达载体pPICZα上,并转化毕赤酵母X-33。在低温条件下诱导培养6d后,发酵液中可检测到低温脂肪酶活力。重组酵母发酵液加入二硫苏糖醇后单位酶活力达到32U/mL,与未加入该试剂的原始菌株相比提高4倍以上。对重组脂肪酶的酶学性质研究表明,其最适pH为8.0,最适温度为35℃,50℃温浴30min后,仍有30.04%的活性。以不同碳链长度的4-Nitrophenyl Ester为底物检测其底物特异性,结果显示其较适合作用于短链底物。重组酵母能够在BMMY培养基中胞外分泌表达带有His标签的重组脂肪酶,经镍柱纯化后,SDS-PAGE检测可得到大约35kDa的单一蛋白质条带。     

深海嗜热菌Geobacillus sp. EPT3锰超氧化物歧化酶的纯化与生物化学鉴定

Thermostable SOD is a promising enzyme in biotechnological applications. In the present study, thermophile Geobacillus sp. EPT3 was isolated from a deep-sea hydrothermal field in the East Pacific. A thermostable superoxide dismutase(SOD) from this strain was purified to homogeneity by steps of fractional ammonium sulfate precipitation, DEAE-Sepharose chromatography, and Phenyl-Sepharose chromatography. SOD was purified 13.4 fold to homogeneity with a specific activity of 3 354 U/mg and 11.1% recovery. SOD from Geobacillus sp. EPT3 was of the Mn-SOD type, judged by the insensitivity of the enzyme to both KCN and H2O2. SOD was determined to be a homodimer with monomeric molecular mass of 26.0 k Da. It had high thermostability at 50°C and 60°C. At tested conditions, SOD was relatively stable in the presence of some inhibitors and denaturants, such as β-mercaptoethanol(β-ME), dithiothreitol(DTT), phenylmethylsulfonyl fluoride(PMSF), urea, and guanidine hydrochloride. Geobacillus sp. EPT3 SOD showed striking stability across a wide p H range from 5.0 to 11.0. It could withstand denaturants of extremely acidic and alkaline conditions, which makes it useful in the industrial applications.     

北冰洋海单胞菌β-D-半乳糖苷酶的异源表达及酶学特性研究

初筛表明,一株分离自北极加拿大海盆海冰心芯样品的海单胞菌(Marinomonas sp.BSi20584)具有较高的β-D-半乳糖苷酶活性,为了研究清楚其酶学性质,将经hiTAIL-PCR扩增得到的β-D-半乳糖苷酶基因(galt)与pET-28a(+)原核表达载体结合,转入大肠杆菌BL21(DE3)。经IPTG诱导后对重组β-D-半乳糖苷酶(GALT)的表达条件进行了优化,采用金属螯合亲和层析技术制备纯酶,并对重组GALT的酶学性质进行了研究。结果显示,重组酶的最适诱导温度为20℃,在IPTG浓度为0.07mmol/L时诱导22h后,酶活和产酶量达到最大值。GALT单体分子量约为6.6×104 g/mol,天然酶为同源三聚体。GALT最适作用温度为35℃,其热稳定性较好,在60℃处理5h后,仍可保持50%以上的相对活性。GALT的最适作用pH为9.0,在pH为6.0~11.0范围内比较稳定。GALT的最适NaCl浓度为0.5mol/L,对盐度具有较高的耐受性。Mg2+、K+、DTT和EDTA对酶活不具有显著影响,而Mn2+、Fe2+对酶活有促进作用,Zn2+和L-谷胱甘肽对酶活有抑制作用。GALT对Galβ1-4GlcNAc具有水解作用,而对Galβ1-3GalNAc和Galβ1-3GlcNAc糖苷键型没有水解能力。本研究实现了海单胞菌属菌株的β-D-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌系统中的高效表达,并系统研究了重组酶的酶学特性,为后续开展该酶的代谢适应性和潜在应用研究提供详细的酶学数据基础。     

一种来自海洋细菌的血纤维蛋白溶酶的分离纯化及性质研究

利用硫酸铵分级盐析、DEAE－纤维素阴离子交换层析、Sephadex G-75凝胶层析法对由海洋细菌FE92－8分泌的纤维蛋白溶酶进行了分离纯化，结果得到SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳单一区带。性质研究发现，该酶分子量为12.6kD，等电点为7.45，琼脂糖－纤维蛋白平板法测得该酶作用的最适温度为50℃，最适pH为8.0，在37℃，pH为8.0的情况下表现出很好的稳定性，温度起来50℃热稳定性较差，在碱性环境中稳定性较在酸性环境中稳定性强，阴性平板和阳性平板对比实验发现，该酶只有纤溶活性而无激酶活性，体外实验发现，该酶具有快速溶解血栓的能力。     

雪卡毒素的提取纯化方法初步研究

雪卡毒素(ciguatoxin)是一类具有神经毒性的海洋藻类毒素,高纯度雪卡毒素是开展其相关研究的物质基础。以石斑鱼肝脏为原料,对其脂溶性粗提物经Florisil柱和Sephadex LH-20柱纯化后,用高效液相色谱/质谱(HPLC/MS)和细胞毒性方法对其进行鉴定,证明为太平洋雪卡毒素(P-CTX-1)。HPLC鉴定分析提取物与太平洋雪卡毒素(P-CTX-1)具有相同的保留时间。HPLC/MS检测表明纯化样品在m/z=1 111.3和m/z=1 133.0处出现雪卡毒素[M+H]+峰和[M+Na]+峰,与已有的P-CTX-1分子离子峰完全吻合。四甲基偶氮唑蓝法(MTT)细胞毒性试验证明了雪卡毒素样品对人神经母细胞瘤(SK-N-SH)具有毒性作用,毒素剂量与细胞生长抑制率成线性关系。细胞毒性试验进一步确认该提取物为雪卡毒素,且纯度较高。     

南极菌Pseudoalteromonas sp. A211-5产α-淀粉酶Amy3809的表达、性质及其降解特性

对具有高淀粉酶活性的南极菌Pseudoalteromonas sp. A211-5的全基因组数据进行了分析和筛选,筛选获得α-淀粉酶疑似序列amy3809,并采用基因工程手段对该基因的功能和性质进行验证和分析。首先,以淀粉酶Amy3809的完整开放阅读框(ORF)为模板设计特异引物,克隆获得amy3809的全序列并对其进行重组表达,获得的重组蛋白采用镍柱进行分离纯化;DNS-还原糖法测定重组酶的酶学性质;薄层层析(TLC)技术对Amy3809的酶解产物进行分析。实验结果:1)克隆获得的amy3809成功地连接到pET-30a载体,并在工程菌E.coli BL21(DE3)中实现了高效表达,纯化的重组酶Amy3809分子量为67 kDa;2)重组酶Amy3809在10~40℃的范围内仍能保持85%以上的酶活,但随着温度的升高酶活迅速降低,70℃时几乎失活,表明该酶具有良好的低温耐受特性及热敏感性;3)最适pH为7.0,在pH 5.0~10.0的范围内仍能保持50%以上的活性;4)金属离子Na+,K+和Ca2+均能提高Amy3809的活性,而Cu2+,Fe2+,Mg2+和EDTA则能显著降低Amy3809的活性;5)Amy3809的酶解产物主要为麦芽四糖、麦芽三糖、麦芽糖和葡萄糖。由此可知,南极菌产的α-淀粉酶Amy3809,具有良好的低温耐受特性,热敏感性和较广的pH耐受范围,并能够有效地将淀粉降解为低聚糖和葡萄糖,因而具有潜在的工业应用前景。     

嗜热栖热菌重组锰超氧化物歧化酶的性质

嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)wl的超氧化物歧化酶基因在Escherichia coli BL21(DE3)中进行表达,采用Ni-NTA agarose亲和层析获得重组超氧化物歧化酶,比活力达565 U/mg.重组酶的相对分子质量为110.9 kDa,亚基相对分子质量为28.3 kDa,该酶为同聚四聚体蛋白.重组酶对氯仿-乙醇和SDS敏感,对H2O2不敏感,并且它的紫外最大吸收波长位于279 nm,判断其属于锰超氧化物歧化酶类型.1.0 mmol/dm3Mn2+对重组酶有激活作用,同浓度的其他金属离子Mg2+、Ca2+、Ba2+、Co2+、Cu2+、Zn2+和Fe2+对重组酶活力都有抑制作用,其中以Co2+的作用最强,抑制了约64%的酶活性.重组酶在70℃下处理1 h,保持原有活力的60%,即使在90℃下处理1 h,仍保持原有活力的35%.在pH值为4.0～11.0的缓冲液中25℃下处理1 h,保持65%以上的原始活力.由此可见,重组锰超氧化物歧化酶具有高的热稳定性和宽pH稳定性,在工业上具有巨大的应用潜力.