摘要：【目的】谷氨酸棒杆菌是一种重要的工业微生物,挖掘可调控性元件可有效拓展谷氨酸棒杆菌研究和应用的广度和深度。【方法】在谷氨酸棒杆菌组成型强启动子P_(H10)上嵌入阻遏蛋白CymR结合的操纵序列CuO,构建了4-异丙基苯甲酸(Cumate)为诱导剂的启动子P_(H10-CuO)。【结果】绿色荧光蛋白作为报告基因的实验结果显示,无诱导剂时,谷氨酸棒杆菌工程菌相对荧光强度较低;以25μg/mL 4-异丙基苯甲酸诱导12 h时,谷氨酸棒杆菌工程菌荧光强度达62000,证明P_(H10-CuO)具有很好的严谨性和诱导表达强度。构建了以启动子P_(H10-CuO)调控recET和Cas12a表达的谷氨酸棒杆菌基因编辑质粒,实现谷氨酸棒杆菌染色体上靶标基因的精准编辑和外源基因插入。【结论】诱导型启动子P_(H10-CuO)具有表达强度高且渗漏表达低的特点,可用于谷氨酸棒杆菌中被其调控基因的时序性表达。

摘要：乳酸氧化酶能够催化乳酸氧化为丙酮酸,具有重要的工业应用价值,但已有研究表明,不同来源的乳酸氧化酶均存在热稳定性不好的问题,影响了其在工业当中的应用。目前对于乳酸氧化酶的研究报道较少,对其热稳定性的改造更未见报道,因此提高乳酸氧化酶的热稳定性具有重要意义。克隆表达了一个高比活乳酸氧化酶(Eg LOD),通过生物信息学辅助分析及表面电荷分析软件(ETSS)对乳酸氧化酶的蛋白结构进行理性分析,基于蛋白表面电荷分布优化设计了9个突变体尝试对其进行热稳定性改良。通过对突变体的筛选获得了两个有效提升热稳定性的突变体D250N,D281N,在60℃下处理30 min仍然能够保持50%以上的酶活,而野生型Eg LOD酶活仅剩20%左右。

摘要：豆粕中大豆异黄酮主要以无活性的结合型存在。在玉米豆粕型日粮为主的饲料领域,β-葡萄糖苷酶可以将结合型大豆异黄酮转化为游离型活性苷元,但转化过程受肠道中较高浓度葡萄糖的抑制。和GH3家族相比,GH1家族β-葡萄糖苷酶不仅具有较高的葡萄糖耐受性,而且一定浓度范围内的葡萄糖对其具有酶活促进效应,因此在饲料领域显示出巨大的应用潜力。从脂环酸芽孢杆菌Alicyclobacillus sp.A4中克隆表达了一个具有较高葡萄糖耐受性(IC50800 mmol/L)的GH1家族β-葡萄糖苷酶As BG1。为了进一步提高As BG1的葡萄糖耐受性,通过同源建模、序列比对、分子对接技术等生物信息学手段,聚焦于催化通道的非催化葡萄糖结合位点,对As BG1进行了理性设计的分子突变研究。对不同突变体的葡萄糖耐受性测定表明:以5 mmol/L p NPG为底物,100 mmol/L葡萄糖对WT(野生型)、H315R和M325K酶活促进作用分别为125%、163%和162%,其中H315R的IC50提高至1 200 mmol/L;以1 mmol/L大豆苷为底物,10 mmol/L的葡萄糖对WT、H315R和M325K分别具有163%、212%和226%的酶活促进作用,结果表明突变体具有更好的在动物胃肠道水解大豆异黄酮能力。上述结果丰富了对GH1家族葡萄糖耐受性机制的认识,为日后进行耐受性相关的分子改造提供了重要的指导意义。

摘要：对来源于Streptomycesolivaceoviridis的高比活木聚糖酶XYNB进行同源建模,并结合嗜热木聚糖酶氮末端芳香族氨基酸疏水作用的结构分析,设计了XYNB的T11Y定点突变,观察XYNB分子中折叠股B1和B2的疏水作用对酶的热稳定性的影响。将突变酶XYNB′在毕赤酵母中表达,表达的XYNB′经纯化后与原酶XYNB(同样经毕赤酵母表达后纯化)进行酶学性质比较,结果表明,XYNB′的耐热性比XYNB有明显的提高,但最适温度与原酶一样为6 0℃。另外,XYNB′的最适pH、Km值及比活性均有一定的改变。实验证实了木聚糖酶XYNB的氮端芳香族氨基酸之间的疏水相互作用与其热稳定性相关,为进一步的结构与功能研究提供了优良的基因材料。

摘要：对来源于Streptomyces olivaceoviridis的高比活木聚糖酶XYNB进行同源建模和同源序列比较,发现第11族木聚糖酶的催化结构域在β折叠股A3和B3之间存的一个保守的氨基酸位点,该位点与木聚糖酶的pH特性有关.据此设计了XYNB的N46D定点突变.将突变酶XYNBN46D在毕赤酵母中表达,表达的XYNBN46D经纯化后与原酶XYNB(同样经毕赤酵母表达后纯化)进行酶学性质比较,结果表明,XYNBN46D的最适pH值由5·2下降到4·2,pH稳定性也向酸性pH偏移,同时,热稳定性和最适温度也有一定的提高,但酶的比活性显著下降.结果证实,木聚糖酶XYNB的第46位Asn与其最适pH值相关.对导致酶学性质改变的可能因素进行了分析,结果为进一步的结构与功能研究提供了资料.