海洋交替单胞菌（Alteromonas sp. Y-389）普鲁兰酶基因的异源表达与酶学性质分析

以海洋交替单胞菌(Alteromonas sp. Y-389)的基因组为模板,设计普鲁兰酶基因的引物并进行PCR扩增。将目的基因连接到载体pET-28a(+)后进行测序并进行生物信息学分析。结果显示,基因的开放阅读框全长4 347 bp,编码1 449个氨基酸的普鲁兰酶,为Ⅰ型普鲁兰酶,有4个保守的结构域,属于糖苷水解酶家族13;将重组质粒转化到大肠杆菌BL21(DE3),成功诱导出了可溶性的目标蛋白;随后对其酶学性质进行测定与分析,结果表明,该酶的比活力为54.53 U/mg,其最适的反应温度为35℃,最适pH为6.0,Na~+和Mn~(2+)对该酶的活性具有明显的促进作用,而Cu~(2+),Zn~(2+)与Fe~(2+)对其活性的抑制作用比较明显;其酶学参数K_m和V_(max)分别为3.12 mg/mL,228.8 U/mg,将为今后的规模化生产提供数据支持。     

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。     

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。     

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...     

嗜琼胶华美菌芳基硫酸酯酶的克隆表达及在琼胶脱硫中的初步应用

芳基硫酸酯酶具有断裂硫酸酯键的功能,并可应用于酶法脱除琼胶上的硫酸基,提高凝胶强度,改善琼胶性能.为了发掘能用于琼胶脱硫的新型芳基硫酸酯酶,本研究根据嗜琼胶华美菌(Formosa agariphila)KMM 3901的基因组注释信息,筛选出了一段芳基硫酸酯酶编码序列OUC-FARS6,并在大肠杆菌中对其进行异源表达,研究该酶的酶学性质,初步探究其在琼胶脱硫中的作用.研究表明,该酶的分子量大小为63 kDa,以对硝基苯硫酸酯(pNPS)为底物反应90 min时的最适温度为45℃,最适pH为9.0.Na+和K+对酶活有促进作用,大部分金属离子、SDS和Na2 EDTA都可抑制该酶酶活.动力学结果显示,该酶的Km值为32.63μmol/L,Vmax值为9.25μmol/(L·min).将琼胶与该芳基硫酸酯酶共同孵育后,琼胶内部空隙变小,呈现出较好的空间网状结构.本研究成功发掘了一个新型芳基硫酸酯酶,该酶具有应用于琼胶脱硫的潜力,同时建立了利用该酶进行琼胶脱硫的催化体系.     

热球菌HJ21高温α-淀粉酶基因克隆、表达及性质研究

通过简并引物扩增热球菌(Thermococcus siculi)HJ21高温α-淀粉酶保守区域之间的序列,再利用Site-finding技术获得两端未知序列.构建了在N端添加了His6标签的表达载体pEt-28a-His6-THJA后转化E.coli,在IPTG诱导下表达.进一步纯化后SDS-PAGE电泳检测达到电泳纯...     

织锦巴菲蛤(Paphia textile)过氧化氢酶基因cDNA全长克隆、序列同源分析与组织表达

Catalase is an important antioxidant protein that can protect organisms against various forms of oxidative damage by eliminating hydrogen peroxide. In this study, the catalase c DNA of Paphia textile(Pt CAT) was cloned using RTPCR and rapid amplification of c DNA ends(RACE). Pt CAT is 1 921 bp long and consists of a 5′-UTR of 50 bp, a 3′-UTR of 349 bp, and an ORF of 1 542 bp that encodes 513 amino acids with a molecular weight of 58.4 k D and an estimated isoelectric point of 8.2. Sequence alignment indicated that Pt CAT contained a highly conserved catalytic signature motif(~(61)FNRERIPERVVHAKGAG~(77)), a proximal heme-ligand signature sequence(~(352)RLFSYSDP~(359)), and three catalytic amino acid residues(H~(72), N~(145), and Y~(356)). Pt CAT also contains two putative N-glycosylation sites(~(34)NKT~(36) and ~(437)NFT~(439)) and a peroxisome-targeting signal(~(511)AQL~(513)). Furthermore, Pt CAT shares 53%–88% identity and 29%–89% similarity with other catalase amino acid sequences. Pt CAT m RNA was present in all tested organs, including the heart, digestive gland, adductor muscle, gonad, gill, and mantle, but its expression was highest in the digestive gland. High-temperature-induced stress produced two expression patterns of Pt CAT m RNA: first, an initial up-regulation followed by a down-regulation in the heart, digestive gland, and gonad and, second, consistent down-regulation in all other organs. These results demonstrate that Pt CAT is a typical member of the catalase family and might be involved in the responses to harmful environmental factors.     

海洋弧菌HN897 β-琼脂糖酶基因vas1-1339异源表达及活性分析

海洋弧菌HN897株是一株高产琼脂糖酶的Vibrio astriarenae菌, 前期功能缺失实验证明其β-琼脂糖酶基因vas1-1339的缺失可显著降低弧菌HN897株的琼脂水解活性。文章在大肠杆菌中异源表达Vas1-1339基因编码蛋白, 分析该基因的表达及蛋白功能活性。首先, 构建含vas1-1339基因开放阅读框全长的表达载体pET28a-1339, 利用原核表达技术在大肠杆菌中成功地异源表达了Vas1-1339琼脂糖酶; 然后, 利用卢戈氏碘液染色分析发现异源表达Vas1-1339琼脂糖酶的大肠杆菌能够高效水解琼脂, 且异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)最优诱导浓度为10μmol·L^-1; 免疫印迹分析发现胞内基因表达产物羧基端可能存在切割现象, 推测Vas1-1339琼脂糖酶存在复杂的成熟过程。对纯化的琼脂糖酶活性分析发现海洋弧菌HN897株β-琼脂糖酶Vas1-1339能够独立发挥琼脂糖降解功能。     

金钱鱼脑型芳香化酶基因cDNA 的克隆及表达分析

为了探讨Cyp19a1b基因表达与温度及鱼油添加量的相互关系,奠定金钱鱼人工繁育理论基础,作者采用RT-PCR和RACE法,克隆了金钱鱼(Scatophagus argue Linnaeus)脑型芳香化酶基因(Cyp19a1b);采用实时荧光定量PCR法,检测了不同温度(23、26和29℃)和不同水平鱼油(0、2%和6%)处理后二龄雌性金钱鱼脑垂体中Cyp19a1b mRNA表达。结果表明:Cyp19a1b cDNA全长2409bp,5′端非编码区164 bp,3′端(不包括poly(A))712 bp,开放阅读框(ORF)1506 bp,编码501个氨基酸,推测其蛋白质分子量为56.697 kDa。序列分析及分子系统进化树结果表明:金钱鱼Cyp19a1b氨基酸序列与黄锡鲷和舌齿鲈Cyp19a1b同源性较高,分别为86.2%、86.5%,与鲤鱼(Cyprinus carpio)、稀有鲫(Gobiocypris rarus)、斑马鱼(Danio rerio)、赤点石斑鱼(Epinephelus akaara)、大黄鱼(Larimichthys crocea)、南方大口鲇(Silurus meridionalis)和鲻鱼(Mugil cephalus)Cyp19a1b同源性为64.1%~84.4%,但与上述7种鱼性腺芳香化酶(Cyp19a1a)同源性低于63.5%,同源性分析结果与根据传统形态学和生化特征分类的结果相一致。荧光定量PCR结果显示,随处理时间的延长,26℃和29℃组金钱鱼脑垂体中Cyp19a1b mRNA的表达量都逐渐降低,但29℃组显著低于26℃组(P0.05),而23℃组在6周时则显著高于26℃和29℃组(P0.05),约为26℃组2倍的表达量;鱼油处理3个投喂组脑垂体中Cyp19a1b mRNA的表达量均逐渐降低,但鱼油对金钱鱼脑垂体中Cyp19a1b mRNA的表达量无显著影响(P0.05)。以上结果表明:随着卵巢发育或鱼油含量的提高,可降低雌性金钱鱼脑垂体中Cyp19a1b mRNA的表达,这种降低可能是E2反馈调节所致;水温高于26℃将抑制Cyp19a1b mRNA的表达。     

单环刺螠纤溶酶Ⅲ基因克隆及原核表达

单环刺螠(Urechis unicinctus)纤溶酶(UFE)是由本实验室分离纯化得到的一组有抗凝和纤溶活性及较好生物安全性的纤溶酶。本研究为获得重组表达的UFE,根据该纤溶酶Ⅲ的(UFEⅢ)N端测序结果,设计简并引物,扩增出该蛋白的部分基因编码序列,利用5′-RACE PCR获得(UFEⅢ)的cDNA全长序列863bp,其中开放阅读框编码261个氨基酸。通过生物信息学分析其为丝氨酸蛋白酶家族成员,并与之前实验室提取的UFEⅢ进行同源性分析,推测其为一组同工酶。以PMD18-T-UFE为模板,扩增单环刺螠纤溶酶的成熟肽片段,构建重组表达载体pET32a-UFE和pET28a-UFE,转入Rosetta2(DE3)菌中诱导表达,UFEⅢ分别以可溶蛋白和包涵体的形式得到了表达。     

深海噬菌体BVE2内溶素的重组表达及其活性研究

本研究从一株来源于西南印度洋沉积物的噬菌体BVE2基因组中得到了一条全长702 bp,编码噬菌体内溶素的基因Lysin132,编码的蛋白共含有234个氨基酸残基,预计分子量为25.74 kDa;氨基酸序列同源比对结果表明BVE2 Lysin132具有多个酰胺酶活性位点。进化树分析结果表明BVE2 Lysin132是一种N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酸酰胺酶。将Lysin132克隆到pEASY-Blunt E2 Expression Vector中,构建了E.coli-pEASY-Lysin132表达菌株。成功用IPTG诱导表达,得到了大量带有6×His标签的重组BVE2 Lysin132。经镍柱纯化后进行SDS-PAGE电泳,得到单一目的蛋白条带。酶学性质分析结果表明,重组BVE2 Lysin132的最适反应温度为30℃,在中高温下热稳定性良好,在10～50℃下孵育90 min,仍能保持70%以上的酶活力;最适pH为7.0,在pH 6.0～8.0时均能保持80%以上的酶活力,表明该酶有较宽的pH作用范围;Na⁺、Mg²⁺可以使酶活力显著提高20%以...     

一种新的海洋微藻病毒丝氨酸蛋白酶基因的克隆表达及其活性分析

从海洋球石藻Emiliania huxleyi病毒EhV99B1的基因组中克隆了丝氨酸蛋白酶(Sp)基因(GenBank登录号:KC161207),对该基因的开放阅读框(ORF)进行系统的生物信息学分析,并在大肠杆菌中融合表达,通过亲和层析法获得了纯化的重组Sp。结果表明:EhV99B1-Sp基因的ORF为1 110bp,编码368个氨基酸,蛋白相对分子质量为39.5kDa;该基因片段与GenBank中EhV86-Sp的同源性很高,核苷酸及其对应的氨基酸序列同源性分别为95%和97%,而与其他物种Sp序列的同源性仅为28%~32%,说明其可能是丝氨酸蛋白酶家族中的一个新成员;预测的二级结构特征显示EhV99B1-Sp的蛋白结构域中具有典型的LTAGHC(组氨酸活性位点区域)和AICNGDSGGPLF(丝氨酸活性位点区域)两个丝氨酸蛋白酶催化活性位点的氨基酸基序,是一个两次跨膜蛋白;将该基因在大肠杆菌中进行低温诱导表达,得到分子量为60kDa的重组蛋白,经鲤鱼肌肉丝氨酸蛋白酶(MBSP)抗体检测证实为Sp,且重组蛋白在大肠杆菌细胞中具有明显的生物学活性。本研究结果为进一步探讨EhV99B1-Sp在病毒与宿主相互作用过程中的调节作用及其功能与应用奠定基础。     

坛紫菜碳酸酐酶基因的克隆、表达及酶活性分析

以坛紫菜丝状体为材料,采用RACE方法获得坛紫菜碳酸酐酶(CA)基因的全长cDNA。该cDNA全长1 081 bp,具有一个825 bp的开放阅读框,可编码274个氨基酸。序列同源性分析显示该cDNA序列推导的氨基酸序列与其他物种的碳酸酐酶具有较高的一致性,其中与条斑紫菜的一致性达到96%。氨基酸序列分析表明该蛋白为β-CA,含有两个CA活性位点,无跨膜结构,可能存在一个信号肽将其定位到叶绿体中,与藻类和细菌聚类。原核诱导表达得到一个72 kDa左右的融合蛋白,酶活测定结果显示此蛋白具有碳酸酐酶活性。该实验对进一步深入研究坛紫菜CA的功能及坛紫菜碳代谢、光合作用等生理过程具有重要的参考价值。     

法螺G型溶菌酶重组蛋白的原核表达及抑菌活性探究

G型溶菌酶(G-type lysozyme,G.lys)是一种富含半胱氨酸的天然免疫因子,在无脊椎动物的免疫防御过程中起重要作用。本研究旨在通过揭示法螺(Charonia tritonis)G型溶菌酶(CtG.lys)重组蛋白的抑菌功能,为进一步认识法螺的分子免疫机理及病害防治提供新思路。首先对CtG.lys序列进行了分析,利用实时荧光定量PCR检测CtG.lys的组织分布,然后以pGEX-4T-1为表达载体,构建重组质粒pGEX-4T-1-CtG.lys,进行重组蛋白表达,并检测了重组蛋白的抑菌活性。结果显示:1)CtG.lys cDNA的5''非翻译区(UTR)为66bp,3''UTR为186bp,开放阅读框为789bp,编码262个氨基酸,有1个可溶性转糖苷酶(SLT)结构域(72~255aa),包含6个半胱氨酸残基和3个酶活性催化位点(Glu⁷²、Asp⁸⁵、Asp⁹⁶);2)多序列比对及系统发育分析表明,CtG.lys与亲缘关系较近的福寿螺G型溶菌酶氨基酸的同源性最高;3)CtG.lys在所有被检测组织中均表达,其中在肝脏、外套膜表达量较高;4)16℃,0.5mmol/L IPTG诱导表达10h后,重组蛋白在上清液和包涵体均表达分子量约为51.91kDa,纯化后得到浓度为1.2mg/mL的重组蛋白;5)抑菌实验表明,重组蛋白pGEX-4T-1-CtG.lys具有抗金黄色葡萄球菌Staphyloccocus aureus、藤黄微球菌Micrococcus luteus、施罗氏弧菌Vibrio shilonii的活性,对革兰氏阳性细菌的抑菌作用大于革兰氏阴性细菌。研究结果为进一步解析法螺免疫防御的分子机理提供了参考数据和科学依据。     

酶促反应制备壳寡糖及壳寡糖分析

用壳聚糖酶降解法对壳聚糖进行降解制备壳低聚糖,研究了温度、pH、底物浓度、脱乙酰度、反应时间对酶促反应的影响。对酶解产物进行HPLC分析,用Bio—Gel P-4柱对酶解产物进行初步分离。结果表明,壳聚糖酶降解壳聚糖的最适温度为45℃,pH为6．0,最适底物质量分数为6％,脱乙酰度越高酶解反应所得产物的数均相对分子质量越小,24h后酶解反应达到平衡,酶解产物壳寡糖水溶性极好。P-4柱分离得到聚合度20以上,10～20,10以下3种壳寡糖。     

Relationships of growth and mortality to enzymatic activity,and the relative mRNA expression of cultured scallops Patinopecten yessoensis in the Yellow Sea,China

The bottom aquaculture of yesso scallop (Patinopecten yessoensis) has developed rapidly in the north of Yellow Sea, China, but not without accompanying productivity problems. We, therefore, conducted field surveys to investigate factors related to growth and mortality rates of bottom-cultured scallops after release. Specifically, we focused on the effects of total antioxidant capacity (TAOC) and three key enzymes involved in antioxidant and metabolic function:glutamic pyruvic transaminase (GPT), lactic dehydrogenase (LDH), and superoxide dismutase (SOD). Across summer and winter, we also measured the relative mRNA expression of GPT and SOD to understand their seasonal variation in the scallops, along with how such variation correlated to growth and mortality. Results show that bottom cultured scallops experienced mass mortality during the first six months post-release. During winter (December), scallops grew more rapidly and suffered less mortality than in summer (August). The observed lower performance probably resulted from less advantageous environmental factors during the summer seasons, such as high temperature and low dissolved oxygen. These environmental stressors enhance protein consumption while decreasing energetic resources in scallops. Furthermore, scallops in summer exhibited high antioxidant levels that probably competed for energy with process integral to growth and survival. These negative factors combined to elevate mortality rates. In conclusion, we provided evidence suggesting correlations between metabolic/antioxidant activity and growth and mortality of bottom-cultured yesso scallops. These correlations implied us an accurate method to estimate the performance of bottom culture system. Suggestions about innovative aquaculture techniques were also discussed in the study. Our results might provide a possible guideline to the improvement of bottom culture techniques for this commercially valuable seafood species.     

Cloning and characterization of a thermostable carboxylesterase from inshore hot spring thermophile Geobacillus sp. ZH1

The gene(741 bp) encoding carboxylesterase from the thermophilic bacterium Geobacillus sp.ZHl was cloned and overexpressed in Escherichia coli.The purified recombinant protein presented a molecular mass of about 40 kDa by SDS-PAGE analysis.Enzyme assays using p-nitrophenyl esters with different acyl chain lengths as the substrates confirmed its esterase activity,yielding highest specific activity with p-nitrophenyl acetate.Among the p-nitrophenyl esters tested,the carboxylesterase presented preference for p-nitrophenyl caprylate,but hydrolyzed p-nitrophenyl butyrate more efficiently.When p-nitrophenyl butyrate was used as a substrate,the recombinant carboxylesterase exhibited highest activity at pH 8.0 and 60℃.Almost no decrease in esterase activity was observed at 60℃for 3 h,and over 40% of activity was still maintained after incubation at 90℃for 3 h.These results indicate that Geobacillus sp.ZH1 recombinant esterase was thermostable.The enzymatic activity was inhibited by the addition of phenylmethylsulfonyl fluoride,indicating that it contains serine residue,which plays a key role in the catalytic mechanism.Except SDS and xylene,this esterase showed stability toward other tested detergents and organic solvents.Cloning,expression,and biochemical characterization of Geobacillus sp.ZH1 carboxylesterase lay a good foundation for its structural characterization and industrial application.     

饥饿胁迫对大黄鱼激素敏感性脂肪酶和乙酰辅酶A羧化酶mRNA表达及酶活性的影响

激素敏感性脂肪酶（hormone sensitive lipase,HSL）和乙酰辅酶A羧化酶（acetyl-CoA carboxylase,ACC）是脂代谢的关键酶,肌肉和肝脏是鱼类脂代谢的主要场所。为研究饥饿过程中这两种酶的作用,本实验采用实时荧光定量PCR技术以及ELISA技术检测了在35 d饥饿过程中这两种酶在大黄鱼肌肉和肝组织中mRNA表达水平和酶活性的变化。结果显示,饥饿胁迫显著降低大黄鱼肌肉和肝组织中脂肪含量,以及脂肪合成关键酶ACC mRNA表达水平（P<0.05）;显著提高脂肪分解关键酶HSL mRNA表达水平（P<0.05）。饥饿胁迫对肌肉和肝组织中HSL和ACC酶活性均有显著影响（P<0.05）,肌肉和肝组织HSL （相关系数r分别为0.598 2和0.539 6）以及肌肉组织ACC酶活性（r=0.677 7）与对应mRNA表达水平呈中度正相关（0.5 < r < 0.8）,但ACC酶活性在肝组织与其对应的mRNA表达量呈负相关（r=-0.374 0）,提示饥饿胁迫对大黄鱼HSL和ACC的表达存在翻译前和翻译后两种水平的调控。本研究结果可为研究饥饿胁迫对大黄鱼脂类代谢分子层面的影响机制提供依据。