嗜热脂肪芽孢杆菌过氧化氢酶基因perA在大肠杆菌中的高效表达

利用PCR技术得到嗜热脂肪芽孢杆菌 (Bacillusstearothermophilus)过氧化氢酶基因 perA ,将该基因与表达载体 pKK2 2 3 3连接构建重组质粒pK perA ,转化大肠杆菌过氧化氢酶HPⅠ和HPⅡ双缺突变株UM 2 ,得到重组大肠杆菌UM 2 1.酶活测定结果表明 ,表达产物具有正常的生物学活性 .SDS PAGE电泳结果显示出明显的特异性表达条带 ,单体Mr =86× 10 3 ,与嗜热脂肪芽孢杆菌所产酶相同 .实验表明 ,重组质粒在宿主UM 2中有较好的稳定性 ,在无选择压力条件下传代 6 0次基本保持稳定 ,传代 10 0次重组质粒保留 80 %以上 .摇瓶实验确定重组菌的最佳表达条件为 :IPTG浓度 ,0 .75mmol/L ;诱导时间 3h ;培养基起始 pH 6 .5 ;诱导温度 37℃ ;装液量 5 0mL/ 2 5 0mL .在优化条件下 ,重组菌产生的过氧化氢酶占菌体总蛋白的 8% ,酶活力可达 35U/mL ,是原始菌株BacillusstearothermophilusIAM110 0 1的 11.7倍 .图 2表 1参 10     

耐高温α-淀粉酶在溶源性枯草杆菌表达系统中的高效表达

构建了高效表达耐高温α-淀粉酶的枯草芽孢杆菌表达系统,并研究了该表达系统的主要特点.通过PCR扩增由地衣芽孢杆菌的基因组DNA分离高温淀粉酶基因后,将其克隆到质粒pSG703中.然后用pSG703质粒转化含温和性噬菌体φ105MU331的枯草芽孢杆菌,通过同源重组使高温淀粉酶基因插入到溶源性枯草芽孢杆菌的染色体上,并处于φ105MU331的强启动子下游.由于高温淀粉酶基因处于噬菌体的强启动子下游,在热诱导后可以实现高温淀粉酶的高效表达,诱导后8h内分泌到培养液中的高温淀粉酶活性可以达到9.58×103u/mL.本文构建的重组高温淀粉酶表达系统具有稳定、高效和杂蛋白分泌少的特点.图5参16     

碱性果胶酯裂解酶工程菌的构建

从本研究室筛选的BacillussubtilisWSHB04-02菌株中扩增出编码碱性果胶酯裂解酶的结构基因PL,将其插入大肠杆菌分泌表达载体pET22b( )多克隆位点,得到重组载体pET22b( )PL.序列分析表明,所获PL基因与已报道的B.subtilisSO113的PL基因的同源性为98%.重组载体在大肠杆菌BL21(DE3)中得到表达.SDS-PAGE分析显示,表达产物的分子量(Mr)均为43×103,同核酸序列测定所推导的值相符.该工程菌经IPTG诱导后,胞内酶活为8U/mL.研究发现,碱性果胶酯裂解酶不仅在胞内有酶活,胞外也有酶活,说明所构建的表达体系可使该酶向胞外分泌.图3表1参6     

耐高温α-淀粉酶基因在枯草芽孢杆菌中的高效表达

高温α-淀粉酶是发酵行业用量最大的酶类,为了实现高温α-淀粉酶基因的高效表达,本研究比较了不同启动子对地衣芽孢杆菌的耐高温α-淀粉酶基因在枯草芽孢杆菌中表达的影响.分别用强启动子P43和地衣芽孢杆菌的耐高温α-淀粉酶基因自身启动子构建了表达载体pP43NMK-amy和pUBCl9-amy,并在枯草芽孢杆菌BacillussubtilislA752S中进行表达.结果表明,与地衣芽孢杆菌的耐高温α-淀粉酶基闪自身启动子相比,采用P43启动子的耐高温α-淀粉酶其表达水平提高了8.9倍.而且在枯草芽孢杆菌B.subtilislA752S中分泌表达的α-淀粉酶仍具有耐高温的特性,酶反应的最适温度为90℃,表明酶的热稳定性南蛋白质本身的氨基酸序列决定的.     

嗜热脂肪土芽孢杆菌木聚糖酶基因的合成及其在大肠杆菌中的表达

来自嗜热脂肪土芽孢杆菌的木聚糖内切酶XT6在工业上有着重要的应用,已经成功应用于工业规模的生产试验.本文作者在合成XT6基因全序列的同时对其密码子进行了优化,且构建重组质粒在大肠杆菌中高表达.通过优化表达条件,功能正常的XT6基因在大肠杆菌中成功过量表达,蛋白表达量占细胞中总蛋白的65%.重组表达的木聚糖内切酶XT6特性和天然酶相似,以桦木木聚糖为底物测定细胞提取物中木聚糖酶活性,最大活性高达3 030 U/mL.本文首次报道了来自嗜热脂肪土芽孢杆菌中木聚糖酶基因全序列的合成和在大肠杆菌中成功过量表达.图6表1参19     

响应面法优化短小芽孢杆菌SCU11发酵产碱性蛋白酶及关键基因转录调控分析

短小芽孢杆菌SCU11是由本实验室分离的野生菌株BA06经过复合诱变得到的高产碱性蛋白酶菌株,其产生的碱性蛋白酶在生物制革领域具有很好的应用前景.为进一步提高菌株的蛋白酶产量以满足工业生产的需求,本研究利用响应面法优化菌株产蛋白酶的发酵培养条件.在前期单因素实验的基础上,通过Plackett-Burman实验设计、最陡爬坡实验、中心组合实验设计和响应面分析法,确定了当黄豆粉浓度为53.3 g/L,温度为28℃时,蛋白酶活有理论最大值8 884 U/m L,摇瓶实验验证酶活为8 768 U/m L,达到理论预测值的98.7%,比优化前酶活提高了1倍.为了解优化的发酵条件使蛋白酶产量提高的原因,对短小芽孢杆菌蛋白酶基因及相关调控基因的表达情况进行荧光定量PCR分析,结果显示,优化后5种蛋白酶基因的表达量上调,1种表达量下调;5种蛋白酶相关调控基因的表达量增加,2种基因表达量降低.推测是优化后正调控基因表达量的增加以及负调控基因表达量的降低,促进了短小芽孢杆菌胞外蛋白酶基因转录水平的提高,导致胞外蛋白酶产量增加.本研究采用响应面法优化发酵条件使短小芽孢杆菌SCU11蛋白酶产量提高了1倍,并为阐明其表达调控机制奠定了基础.(图3表7参24)     

短小芽孢杆菌碱性蛋白酶基因的随机突变

碱性蛋白酶(DHAP)属于丝氨酸蛋白酶家族(S8A),是由275个氨基酸残基组成的单链多肽,没有二硫键,以Asp32、His64、Ser221作为活性中心.采用易错PCR方法,对短小芽孢杆菌碱性蛋白酶基因(GenBank登录号:AY458140)进行随机突变.在大肠杆菌中建立随机突变文库,然后转化枯草芽孢杆菌WB600,构建枯草芽孢杆菌突变文库,筛选出酶活性提高或最适反应温度和pH值有所降低的突变体.通过3轮的随机突变和筛选,获得2个阳性突变体pP43AP-M166和pP43AP-M375.其中pP43AP-M166在不同的温度和pH条件下,与出发菌株相比,酶活都有不同程度提高,特别是当反应温度为50℃、pH为10时,突变蛋白酶酶活性提高1.23倍,表现出很好的热稳定性.测序结果表明,该突变体含有一个氨基酸置换,位于碱性蛋白酶催化三联体活性中心His64旁,与其只有一个氨基酸残基相隔.     

非纯培养物细菌蛋白酶DNA片段的克隆与表达

为了构建更多的蛋白酶基因工程菌,以及进行蛋白酶基因的直接进化研究,从非纯培养细菌总DNA中扩增各种编码蛋白酶的DNA片段.根据MEROPS和GenBank数据库中的枯草杆菌类蛋白酶的编码区和成熟肽编码序列设计并合成了10条引物.富集培养胞外蛋白酶产生菌并提取了12个总DNA样品,分别用每对引物在降落PCR (TouchdownPCR, TD-PCR)条件下进行蛋白酶编码序列的扩增.选择了19个长800 ~1 200 bp的扩增片段测序,其结果为: 8个是蛋白酶DNA片段,它们应属于4种不同的蛋白酶基因序列;同一对引物扩增到的基因序列差异性可达到32%,说明只使用基于已知序列的PCR方法从混合菌中获得新蛋白酶基因是可行的.将克隆到的1个与碱性蛋白酶E (GenBank No.AJ539133)的编码区99%相似的蛋白酶DNA片段插入pTWIN1载体,在大肠杆菌ER2566中进行表达.结果表明,表达的成熟蛋白酶可分泌到培养基中,能在牛奶平板上产生水解圈,对大肠杆菌有致死作用.图5表3参14     

气相色谱及气相色谱-质谱联用研究窖泥微生物

通过传统分离方法从浓香型白酒窖泥中筛选出5株芽孢杆菌,经气相色谱结合MIDI-Sherlock系统分析,分别为地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、泛酸枝芽孢杆菌、萎缩芽孢杆菌.采用固相萃取技术结合GC-MS技术分析其发酵产物,发现5株菌产风味物质能力都较强且种类丰富,主要有醇类、酮类等化合物,其中3-羟基-2-丁酮(乙偶姻)含量较高,而其代谢产物中的醇类、酮类及愈创木酚等物质对白酒风味的形成起着助香的作用.     

原生质体融合构建高产碱性蛋白酶工程菌

用原生质体融合的方法，将碱性蛋白酶生产菌2709与含有碱性蛋白酶基因克隆载体pDW2的工程菌枯草杆菌BD105进行细胞融合，得到1株高产碱性蛋白酶的工程菌A16，菌落的原位杂交表明，该菌株携有双亲的遗传物质，A16的表型与生长特征与2709相似，但同样条件下发酵酶活比2709高50%-100%，摇瓶发酵的产酶水平最高可达30000u/mL,A16发酵所产酶的最适pH与耐温性及发酵条件等特征均与2709相同。适用于工业生产。     

河流中的BOD模型及其应用

本文将入流点源或主要支流作为一条新河段 并将分布水源的影响范围视为整条河流,既可避免S—P方程无法反映沿河污染排放态的缺陷.又可解决BOD修正模型计算繁杂的缺陷.建立在此基础上的各种BOD分布模型,具有较好的回归性和可操作性,反映了有机物随时间和空间的迁移转化.这些模式的提出,可为评价和选择污染物控制方案,制订排放标准,提供一个定量的科学依展     

霾与雾的识别和资料分析处理

在排除降水、吹雪、雪暴、沙尘暴、扬沙、浮尘和烟幕等视程障碍现象的情况下,通过调试相对湿度,使得雾与轻雾反映自然的年际与年代际气候波动,而霾反映由于人类活动而引起的趋势性变化,其限值大体在90%左右,初步给出了霾与雾区分的概念模型.     

杀虫单在小白菜和土壤中的残留及消解动态研究

为了解杀虫单在小白菜和土壤中的残留消解动态及最终残留状况,研究了杀虫单在小白菜和土壤中的气相色谱检测方法,并在天津、江苏两地开展了20%阿维菌素.杀虫单可湿性粉剂在小白菜和土壤中的残留消解动态和最终残留田间试验研究.结果表明,在0.02—1 mg.kg-1添加水平范围内,通过外标法定量,获得杀虫单在小白菜和土壤中的平均...     

噻苯隆在甜瓜和土壤中的残留及消解动态

建立了超高效液相色谱-串联质谱分析噻苯隆在甜瓜和土壤中残留的方法.本方法甜瓜中噻苯隆的平均回收率为90.2%—107.3%,变异系数为3.5%—12.9%;土壤中噻苯隆的平均回收率为81.4%—94.0%,变异系数为3.1%—8.8%.采用田间试验研究了噻苯隆在甜瓜和土壤中的残留动态.结果表明,河南和山东,噻苯隆在甜瓜中的消解半衰期为0.7—1.2d,土壤中的消解半衰期为4.1—7.6d.在甜瓜上使用0.1%的噻苯隆可湿性粉剂,按照最高推荐剂量和最高推荐剂量的1.5倍,施药一次,收获期距最后一次施药35d,噻苯隆在甜瓜和土壤中最终残留量均小于0.001mg.kg-1.说明噻苯隆为低残留,易降解农药.     

同时硝化反硝化的理论和实践

对同时硝化反硝化从物理学、微生物学和生物化学的角度做了理论分析，并对亚硝酸盐氮的同时硝化反硝化过程的影响因素进行了探讨，提出了今后的研究方向。     

阿维菌素在油菜和土壤中残留及降解行为研究

在北京和山东两地对阿维菌素在油菜和土壤中的残留以及降解动态进行了研究.样品衍生化后用高效液相色谱-荧光检测器对阿维菌素进行分析,在0.005 mg·kg-1-0.100 mg·kg-1的浓度下,该方法在油菜和土壤中的回收率分别为88.3%-99.3%和85.9%-95.9%,相对标准偏差分别为4.0%-7.2%和4.4...     

哈尔滨市绿地景观格局与过程的连通性和完整性

城市绿地景观的空间结构和生态过程的研究是城市景观生态系统研究的重要内容和基本特色之一．应用景观生态学原理，在遥感和地理信息系统(GIS)技术支持下对哈尔滨城市现有景观生态格局进行了研究和分析，认为主要存在以下景观生态问题：景观生态连通性低；景观结构单一；绿地面积少，且绿地空间分布不均衡．在现有景观格局基础上，哈尔滨市可望通过以下几个方面改善景观生态过程和格局的连续性：在景观生态战略点开辟新的绿色斑块；建立和完善生态化的水系廊道网络；建立城效绿化网络，连接绿地系统的点、线、面；增加城市绿地系统中的景观异质性和多样性；在城市扩展中维护景观生态过程与格局的连续性．图4表4参19     

烯啶虫胺在棉花和土壤中的残留及消解动态

采用超高效液相色谱-串联质谱法测定烯啶虫胺在棉花和土壤中的残留.烯啶虫胺在棉叶中的平均回收率为99.41%-101.54%,变异系数为2.88%-5.76%;棉籽中烯啶虫胺的平均回收率为79.42%-94.19%,变异系数为1.06%-6.30%;在土壤中的平均回收率为96.68%-105.58%,变异系数为1.40%-4.81%.烯啶虫胺在棉花和土壤中的消解动态以及最终残留结果表明,烯啶虫胺消解较快,在山东省和河南省两地棉叶中的消解半衰期分别为5.75d和5.58d,土壤中的消解半衰期为1.45d和1.35d.在棉花上使用10%的烯啶虫胺水剂,按照最高推荐剂量和最高推荐剂量的1.5倍,施药3次,收获期距最后一次施药21d,烯啶虫胺在棉花和土壤中最终残留量均小于0.006mg·kg-1.     

10种多氯联苯和16种有机氯农药的分离与检测

建立了反相高效液相色谱(RP-HPLC)和毛细管气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)分离-检测10种多氯联苯(PCB10)和16种有机氯农药(OCP16)分析方法,优化了影响RP-HPLC分离PCB10和OCP16的影响因素,如流动相、流速和紫外吸收波长等色谱条件,PCB10和OCP16混合液经RP-HPLC分离后的2个洗脱馏分样品,前处理后,用毛细管GC-ECD测定,结果表明,RP-HPLC分离PCB10和OCP16,除CB-28和CB-52与有机氯农药没有分离开外,其它8种多氯联苯与16种有机氯农药可以完全分离开;可以用RP-HPLC分离制备PCB10和OCP16的标准溶液,其最低制备浓度均为0.010 ng·ml-1.     

铝毒与有机酸和磷的关系

总结了铝对植物形态及生理方面的毒害，简要概述了铝对植物毒害的机制、植物的抗铝对策、耐铝植物与铝敏感植物对铝胁迫的不同反应，特别综述了有机酸及磷与植物抗铝毒的关系，以及受铝胁迫的各种土壤改良途径及植物抗铝措施．最后提出了铝胁迫导致植物矮化的问题，建议更多研究者来注意并进一步探索相关问题．表3参65