Bohaisea-9145海洋耶氏酵母碱性脂肪酶基因的克隆、异源表达和重组酶酶学性质

采用基因重组和分子生物学相关技术,对Yarrowia lipolytica Bohaisea-9145海洋低温碱性脂肪酶(Y.lipolytica Bohaisea-9145,LipYp)基因lipYp(1116bp)克隆并在Pichia pastoris中进行了异源真核表达研究。通过MD和MM平板及PCR扩增,筛选和鉴定了重组子。结果表明,阳性重组子经摇瓶发酵54h后上清液酶活力达到1956U/ml。发酵液经两步纯化得到在SDS-PAGE上显示为单一条带的重组脂肪酶。实验同时研究了不同反应温度、pH值对重组LipYp活力和稳定性的影响,结果显示重组LipYp最适反应温度和pH分别为35℃和8.5,在pH7.0-10.5之间以及45℃以下有较好稳定性。另外,重组脂肪酶对中长链对硝基苯基酯类和甘油三酯类(C10-C12)有较强的水解能力。     

海洋微生物低温碱性脂肪酶的纯化与性质研究

以海洋微生物通过发酵制备的脂肪酶为材料 ,对该酶的分离纯化条件及理化性质进行了研究。在脂肪酶纯化中 ,采用氯仿萃取、中空纤维柱超滤及CM SepharoseFF阳离子交换柱层析等技术对发酵制备的脂肪酶进行了纯化 ,结果得到达到电泳纯的脂肪酶。在脂肪酶理化性质研究中 ,采用SDS PAGE电泳对该脂肪酶分子量进行测定 ,并在实验中以橄榄油为底物采用脂肪酶酸碱滴定测活法 ,对脂肪酶的最适水解条件、各种因素对脂肪酶稳定性的影响进行了研究。结果显示 ,该脂肪酶分子量为 ( 38 0± 1 )kD ,最适水解温度为 35℃ ,最适pH为 8 5 ,为一低温碱性脂肪酶。该脂肪酶可在 35℃以下、pH =4 0— 9 0范围内保持良好的稳定性 ,与常见金属离子、化学试剂等的配伍性较好 ,并且具有良好的耐盐及抗氧化性能。研究中还以p NPL(月桂酸对硝基苯酚酯 )为底物采用脂肪酶化学发光测活法 ,对脂肪酶进行了酶促动力学的研究。结果表明 ,该脂肪酶在最适条件下Km 值为 7 80 5 μmol/L ,Vmax为 1 2 385mmol/ (L·min)。通过对Zn2 +抑制脂肪酶水解活性的研究 ,发现Zn2 +对脂肪酶具有可逆抑制作用 ,从而筛选到该脂肪酶的可逆抑制剂Zn2 +。     

《海洋与湖沼》2012 年第2 期论文导读

Bohaisea-9145海洋耶氏酵母碱性脂肪酶基因的克隆、异源表达和重组酶酶学性质采用基因重组和分子生物学相关技术,对海洋耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)Bohaisea-9145海洋低温碱性脂肪酶(Y.lipolytica Bohaisea-9145,LipYp)基因lipYp(1116bp)克隆,并在巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)中进行了异源真核表达研究。结果表明,阳性重组子经摇瓶发酵54 h后     

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...     

极地产适冷脂肪酶菌株的酶学性质研究

从南北极环境样品中分离到7株产脂肪酶的细菌，经16SrDNA序列分析表明，这些细菌分别属于假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas）和嗜冷杆菌属（Psychrobacter）．采用p-NPP法对这7株细菌所产的脂肪酶进行酶学性质研究，结果显示这些酶的最适作用温度在30～40cC、最适作用pH值在7—8之间，在低温下能保持较高的剩余活力，对热敏感，属于适冷脂肪酶．其中假交替单胞菌（Psychrobacter sp．7342）所产脂肪酶具有低温下酶的剩余活力高、有效作用温度和pH范围广、热稳定性较好及对多种金属离子抗性强等特点．该菌株能利用多种单一氮源和碳源产酶，最适产酶温度为25℃．在此基础上进行正交实验分析得到了该菌株的最佳发酵条件为：蛋白胨和淀粉含量各为1．33％，酵母膏含量为0．3％，温度为25℃．     

南大洋深海嗜冷菌2-5-10-1及其低温脂肪酶的研究

从南大洋普里兹湾的水样中筛选到一株产低温脂肪酶的深海嗜冷菌2-5-10-1,对其生长及产酶情况和酶性质做了初步研究.该菌株的最适生长温度为5℃,此时分泌的胞外脂肪酶最多;添加Tween80,橄榄油可显著促进脂肪酶的产生.该脂肪酶的最适作用温度为35℃,在0～20℃均保持较高的酶活性,在0℃可保持37%的相对酶活性;酶的最适作用的pH值为7.5,在pH6～9的范围内均存在较高酶活性;对热较敏感,在60℃保温15min可丧失50%以上的酶活性.该脂肪酶的催化作用不需要金属离子的参与,Cu2+和Zn2+对酶活有着强烈的抑制作用.     

南极深海沉积物中产低温脂肪酶菌株的筛选与基因克隆

在10℃恒温培养条件下,从第29次南极科学考察获得的南极深海沉积物样品中分离筛选到产脂肪酶细菌3株,产脂肪酶真菌1株,对其进行分子生物学鉴定,确定为假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas arctica）、芽孢杆菌属（Bacillus pumilus）、Glaciecola sp.以及白冬孢酵母属（Leucosporidium sp.）.通过测定各酶的最适反应温度,获得产低温脂肪酶芽孢杆菌XZ18,该菌所产脂肪酶最适反应温度为30℃,在0℃仍有部分活性.从NaCl浓度和pH值2个条件对产酶条件进行研究,最终确定了该菌最适产酶NaCl浓度5.0%、最适产酶pH值为6,最高产酶量为4.65 U/cm3.通过PCR扩增,获得了脂肪酶全长序列,对该序列进行系统发育分析,发现该脂肪酶基因处于较独立的分支.     

壳聚糖酶基因在解脂耶氏酵母中的表达及重组酶性质研究

为构建高效表达壳聚糖酶工程菌株,以Microbacteriumsp.基因组为模板扩增壳聚糖酶基因,目的基因与表达载体pINA1317连接构建重组质粒,重组质粒NotⅠ酶切线性化后转化解脂耶氏酵母Y.liPolytica Po1h。所得结果为PCR扩增得到约1000bp的特异性片段,序列分析表明含有壳聚糖酶全长基因,开放阅读框801bp,编码266个氨基酸残基。转化子酶活力为10.4U/mL,是原菌株酶活力的3.15倍。重组蛋白经DEAE-Sepharose FF分离纯化,达到电泳纯,SDS-PAGE显示单一条带,分子量约41kDa。重组酶反应最适温度为45℃,最适pH为5.6,Km和Vmax分别是0.926mg/mL和6.15U/mL。质谱分析酶解产物主要为三糖和五糖。实现了壳聚糖酶在解脂耶氏酵母中的分泌表达,为壳聚糖酶的工业化生产奠定了理论基础。     

树脂固定化海洋脂肪酶ADM47601的研究

以海洋脂肪酶ADM47601为研究对象,以树脂为载体,进行了固定化酶的研究。筛选了21种树脂,确定D316型阴离子交换树脂为载体。通过正交试验得到了固定化的最佳条件,每克载体加脂肪酶10 000 U,pH7.5,25℃,150 r/min,固定化时间3 h,固定化酶活力回收率可达65.53%±1.06%。固定化脂肪酶最适作用pH为7.5,在pH6.0~9.0的范围内能够保持85%的活力。最适作用温度40℃,在50℃下贮存1 h后依然保持66%的活力。25℃保存半衰期为55 d,操作8次仍然能维持60%以上的活性,且在多种有机试剂中能够稳定的保持活性。固定化脂肪酶Km和Vmax值分别为4.86×10~(–5) mol/L和1.31×10~(–5) mol/(L·min),对底物亲和性较好。     

刺参消化酶性质与活性分布的研究

以酶学分析法研究了温度和pH对刺参(Apostichopus japonicus)肠道不同部位(前肠、中肠、后肠)4种消化酶活性的影响,并比较了其活性分布.结果表明,各消化酶随温度和pH均呈峰值变化:前肠、中肠和后肠蛋白酶均有2个活性范围,最适pH分别为3、9,脂肪酶活性的最适pH分别为3.5、4.0、4.0,褐藻酸酶活性的最适pH分别为4.0、4.5、4.5,果胶酶活性的最适pH分别为3.5、3.5、4.0;蛋白酶活性的最适温度均为45℃,脂肪酶活性的最适温度均为35℃,褐藻酸酶活性的最适温度分别为45℃、35℃、35℃,果胶酶活性的最适温度则分别为55℃、55℃、45℃;在各自最适温度和pH下,蛋白酶活性表现为后肠＞前肠＞中肠,脂肪酶活性表现为后肠＞中肠＞前肠,而前肠褐藻酸酶活性显著高于中肠、后肠(P＜0.05),果胶酶活性在肠道各部分相差不显著.     

海藻酸裂解酶基因在毕赤酵母中的表达及重组酶性质的初步研究

褐球固氮菌(Azotobacter chroococcum)是一种海藻酸降解菌.本实验采用PCR的方法,以褐球固氮菌基因组DNA为模板,克隆出约1.05 kb的海藻酸裂解酶基因algL的成熟蛋白编码序列,并将其插入巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)表达载体pPIC9K中,获得重组质粒pPIC9K-algL.重组质粒线性化后用聚乙二醇(PEG)法导入毕赤酵母菌株GS115中,获得高效分泌表达海藻酸裂解酶的毕赤酵母工程菌株.用甲醇诱导培养基进行摇瓶发酵,表达得到43 kDa的目的蛋白,酶活力可达1 400 U/cm3左右.经测定,该重组酶的最适反应pH为8.5,最适反应温度为40℃,并且在20~55℃,pH2.0~11.0具有较好的稳定性.另外,10 mmol/cm3的Cu2+,Fe2+,Co2+,Mn2+和Ca2+对酶有不同程度的抑制作用.     

Study on low-temperature lipase of psychrophilic bacterium 2-5-10-1 isolated from deep sea of Southern Ocean

A strain of psychrophilic bacterium, 2-5-10-1, which produces low-temperature lipase, is isolated from the deep sea of Prydz Bay in Southern Ocean. The highest lipase secretion of this strain is observed at 5 ℃ and this temperature is also for optimal growth. Tween 80 and olive oil enhance secretion of lipase. The optimal temperature and pH for lipase activity are 35 ℃ and 7.5 ℃ respectively. At 0℃, the lipase still has 37% relative enzyme activity. The lipase shows high thermolability, more than 50% activity lost after incubation at 60 ℃ for 15 min. EDTA has no effect on lipase activity, indicating the lipase activity is independent of divalent cation. In contrast, the lipase activity is inhibited drastically by Cu2 and Zn2 .     

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。     

深海沉积物宏基因组文库中产蛋白酶克隆CAPRO2的筛选及酶学性质分析

利用选择性筛选培养基从所构建的深海沉积物宏基因组文库中筛选得到一株产蛋白酶的克隆（CAPR0002）,对其进行了酶学性质分析．结果表明该酶的最适作用温度为65cc,最适作用pH值为9．0．该蛋白酶具有较好的热稳定性,在40cC以下的温度中可长期保持稳定,在50℃中处理6h后仍能保持60％的活力,在60℃下保温30rain后仍能保持约60％的活力．Ca^2＋、Mg^2＋、sr^2＋、co^2＋对该蛋白酶有明显的促进作用,而且ca^2＋的存在可明显提高该蛋白酶的热稳定性,ca^2＋、sr^2＋、c0^2＋这3种离子均在3．0mmol／dm^3。浓度时具有最高的促进作用,当浓度高于3．0mmol／dm’时,这3种离子对酶活力的促进作用减弱．Hg^2＋、Fe^2＋、cu¨对酶有明显的抑制作用．CAPR02蛋白酶在pH值为7。5～9．5时活力较高,pH值为7。5时可保持约80％的活力,pH值为9．5时保持60％的活力,而在pH值高于9．5的条件下酶活力下降较快,pH值为10．0时活力降为约15％,表明CAPR02属于碱性蛋白酶．丝氨酸蛋白酶抑制剂PMSF、E一64和AEBSF对CAPR02蛋白酶均无抑制作用,显示该酶不属于丝氨酸蛋白酶,而EDTA对酶有明显的抑制作用,表明该酶属于金属蛋白酶．     

深海适冷菌SM9913产生的低温蛋白酶

从1855m深的深海泥样中分离纯化得到200多株分泌蛋白酶的适冷菌，其中3株产低温蛋白酶，本文对其中一株Pseudomonas sp.SM9913(P.SM9913)生长的适冷性和它产生的蛋白酶的适低温特性进行了研究。该菌株能够在0℃正常生长，其最适生长温度为15℃，最高生长温度为35℃。为一株适冷菌。该菌株所产蛋白酶的比合成速率在10℃时最高，催化酪蛋白水解的最适温度为35℃，在0℃仍具有3％的酶活力。最适pH为8．0。该蛋白酶的热稳定性很低，在40℃保温10min即丧失85％的活力，40℃时的半衰期为6min，为一典型的低温酶。抑制剂试验表明，该蛋白酶为金属蛋白酶。     

温度和pH对刺参(Apostichopus japonicus)消化酶活力的影响

消化酶活力能够反映刺参对不同营养成分的消化能力。当某一反应条件发生改变时,消化酶的活力大小就会发生变化,因此研究不同因子对消化酶活力的影响对于了解消化酶的性质具有重要的意义。温度和pH是影响消化酶活力的最重要的反应条件。本文中作者应用酶学分析研究了温度和pH对剌参前肠和中肠各种消化酶活力的影响。蛋白酶活力测定采用福林-酚法,脂肪酶活力测定采用水解法,淀粉酶活力和纤维素酶活力测定采用水杨酸显色法。实验结果表明,反应温度和反应pH对刺参前肠和中肠中的消化酶活力具有显著影响(P<0.05)。前肠和中肠中蛋白酶活力均在反应温度为50℃时达到最大值,前肠和中肠中脂肪酶和纤维素酶均在反应温度为40℃时达到最大值,而前肠和中肠中淀粉酶最适反应温度分别为40℃和30℃。刺参前肠蛋白酶活力在酸性环境下较中肠高,且在反应pH为5.0—5.8之间酶活力相对稳定,而中肠蛋白酶活力在碱性环境下较前肠高,且在反应pH为7.0—8.6之间酶活力相对稳定;刺参前肠脂肪酶活力随着pH的升高出现两个相对稳定的峰值,分别为4.2—5.0和6.2—7.0区间,中肠脂肪酶活力在pH为3.8时达到最大值,而在pH超过9.0明显失活:剌参前肠和中肠淀粉酶活力在pH变化时表现出相似的变化趋势,在反应pH为6.6—7.4之间酶活力较高且相对稳定;剌参前肠和中肠中纤维素酶活力在pH变化时反应不一致,前肠淀粉酶在反应pH为6.2—7.4之间酶活力较高且相对稳定,中肠纤维素酶活力在反应pH为5.4—7.0之间酶活力较高且相对稳定。此外,通过比较四种消化酶比活力值的大小,可以看出剌参蛋白酶活力最高,其次为纤维素酶和淀粉酶活力,而脂肪酶活力最低。     

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.