黑曲霉阿魏酸酯酶A的克隆、表达及快速酶活检测体系的建

阿魏酸酯酶是参与半纤维素降解的重要酶类.为了提高阿魏酸酯酶的活性和其它性能,本文作者采用RT-PCR技术从黑曲霉CIB 423.1中克隆了编码阿魏酸酯酶A的cDNA,构建了外泌表达的质粒,并将其转化到毕赤酵母GS115进行表达.通过检测培养液上清中的酶活,表明阿魏酸酯酶已成功在这一体系表达.同时,本文还建立了快速、稳定的酶活检测体系,为后续对阿魏酸酯酶酶突变体活性进行高通量筛选奠定了基础.图5参17     

朱砂叶螨乙酰胆碱酯酶的原核表达及其活性分析

乙酰胆碱酯酶(ACh E)在神经信号传导过程中起重要作用,是氨基甲酸酯类和有机磷类农药的主要作用靶标.对朱砂叶螨ACh E进行体外表达和纯化,并分析其活性.将朱砂叶螨ace基因序列插入到原核高效表达载体p ET-30a中,构建表达载体p ET-30a/ace,转入表达菌株Escherichia coli BL21(DE3)中,IPTG诱导高效表达;镍柱纯化目的蛋白,经SDS-PAGE和Western Blot鉴定目的蛋白;以纯化的螨ACh E为抗原制备抗螨ACh E特异性抗体;改良的Ellman法测定螨ACh E活性.结果获得了相对分子质量(Mr)约为68×103的较高纯度的螨ACh E蛋白,检测大部分为可溶性表达,酶活检测具有乙酰胆碱酯酶活性,并制备了107效价的抗螨ACh E特异性抗体.采用重组ACh E(IC50=5.4 mmol/L)检测毒扁豆碱抑制活性比螨粗酶液(IC50=58.7 mmol/L)灵敏度提高11倍.本研究构建了螨ACh E体外高效表达载体并获得了具有较好活性的重组螨ACh E,可为抗ACh E杀螨剂的体外高通量筛选和以ACh E为靶标的农药残留检测奠定基础.     

基于杀螨剂靶标朱砂叶螨乙酰胆碱酯酶体外表达的新型杀螨活性化合物筛选

乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE)是保证神经信号在生物体内正常传递的关键酶,是有机磷和氨基甲酸酯类农药的作用靶标.本研究在前期朱砂叶螨乙酰胆碱酯酶基因原核表达及最适反应条件摸索的基础上,大规模表达纯化朱砂叶螨AChE,进一步研究其酶学性质.研究结果显示,在温度为25℃、其他条件最适的情况下,测定酶K_m值为0.67 mmol/L,K_(cat)/K_m值为13.53 mmol L~(-1) s~(-1).随后,从SPECS化学库筛选到了55个候选AChE抑制性化合物,获得了9个抑制活性优于或相当于毒扁豆碱的朱砂叶螨AChE抑制化合物,并且它们对朱砂叶螨有较好的毒性.本研究为乙酰胆碱酯酶抑制剂的筛选以及以乙酰胆碱酯酶为靶标的农药开发提供了理论依据和实验基础.     

响应面法优化菌株Bacillus sp.W77酯酶发酵条件

为开发适应性好的工业用酶,从深圳福田红树林自然保护区土壤中分离纯化获得一株产耐高温嗜碱性酯酶的菌株,通过形态学和分子生物学初步鉴定该菌株为芽孢杆菌属(Bacillus sp.),命名为Bacillus sp.W77;对所产的粗酶液进行酶活测定,发现该菌产的酯酶的最适反应温度是50℃,最适pH为8.0,且在碱性条件下较稳定;采用响应面法(Response surface methodology)对土壤菌株Bacillus sp.W77的产酯酶条件进行了优化,酵母提取物6.67 g/L,磷酸氢二钾0.56 g/L,硫酸镁0.36 g/L时,此时预测的最大酯酶活力的D405 nm值为1.266,在最佳产酶条件下,优化后酯酶活力的D405 nm值由0.829提高到1.235,实际值达到理论预测值的97.5%.     

油松毛虫感染白僵菌后体内蛋白质、酯酶和多酚氧化酶的变化

采用分光光度法测定了油松毛虫(Dendrolimus tabulaeformisTsai et Liu)3~5龄幼虫被病原物白僵菌(Beau-veria bassiana)感染后,其体内蛋白质的含量和多酚氧化酶活性的变化;结果表明,被白僵菌感染后1~8d,虫体内蛋白质含量持续下降,而未感染的则变化不大;多酚氧化酶(PPO)的活性呈现出先升高后下降的趋势.利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,分析了染菌后1~7d幼虫体内酯酶同工酶的变化;结果显示,染菌后的3、4龄幼虫体内酯酶同工酶酶谱与对照相比,酶带数量变化较大,未染菌的为3条酶带,感染病菌后变为1条和2条.与其相比,5龄幼虫染菌后酯酶同工酶的酶带数量没有变化,只是酯酶的活性及含量比对照有明显减弱趋势.图2表5参16     

大肠杆菌乙酰酯酶(AES)的酶学性质

以乙酸香叶酯为底物,对大肠杆菌乙酰酯酶(Acetyl esterase,AES)的酶学性质进行解析,实现将乙酸香叶酯生物转化为香叶醇.结果显示:大肠杆菌AES酶的最佳反应p H范围为6.0-7.5;最适反应温度为30℃;最佳催化时间为2 h;Mg~(2+)、Mn~(2+)、Co~(2+)对酶活没有太大影响,而Cu~(2+)、Zn~(2+)明显抑制酶的活性.对AES的动力学研究可知,其米氏常数Km、最大反应常数Vm分别为2.88 mmol/L、1.87 mmol/L.该酶同样可水解乙酸松油酯、乙酸薄荷酯、乙酸香茅酯,分别产生松油醇、薄荷醇和香茅醇.本研究得出了大肠杆菌乙酰酯酶的最适反应条件,可为后期香叶醇的生物合成优化和产量提高以及其他萜醇类化合物的生物合成提供参考依据.     

白眉蝮蛇毒精氨酸酯酶对CHL细胞增殖抑制和染色体畸变的影响

研究了蝮蛇清栓酶的有效成分精氨酸酯酶体外对中国仓鼠肺成纤维细胞 (CHL)增殖和染色体畸变的影响 .精氨酸酯酶的浓度以酶活单位U表示 .细胞增殖抑制试验和染色体畸变试验都用两种方法 :直接法和代谢活性法 .精氨酸酯酶设 3个浓度 :1.0× 10 -3 U /mL ,0 .5× 10 -3 U /mL和 0 .2 5× 10 -3U/mL .其中最高浓度比临床治疗浓度高约10 0倍 .细胞增殖抑制试验采用细胞贴壁培养 ,乙醇固定 ,结晶紫染色 ,单层细胞密度计测定细胞密度 .染色体畸变试验采用给药后 2 4h和 48h收集中期分裂细胞 ,低渗固定 ,制片 ,Giemsa染色 ,观察 10 0个中期分裂细胞的染色体结构异常及多倍体的出现率 .试验结果表明 ,精氨酸酯酶在上述浓度对CHL细胞的增殖没有抑制作用 ,对CHL细胞的染色体结构也没有影响 .表 2参 10     

基于黄单胞菌冰核蛋白N端的表面展示体系建立

为了建立一个自主、高效的细菌表面展示体系,利用野油菜黄单胞菌冰核蛋白N端结构域,将短小芽孢杆菌脂肪酶展示于大肠杆菌Rosetta 2(DE3)表面.采用细胞分级、脂肪酶活测定和His-tag In-gel stain分析等检测了重组蛋白的表达情况,并进一步检测了不同底物、温度、pH和有机溶剂对酶活稳定性的影响.结果显示融合蛋白在大肠杆菌细胞外膜成功展示,重组菌脂肪酶活为(74.6±4.5)U/g冻干细胞,展示水平为每个细胞表面19 267个脂肪酶分子;展示酶对中长链脂肪酸酯表现出较高的水解活性,最适pH为11.0,最适温度为40℃,且在40℃保温一周仍保持80%以上的酶活.本研究表明基于野油菜黄单胞菌冰核蛋白N端的展示体系是一种高效、稳定的细菌表面展示体系.     

高选择性手性酯酶产生菌的筛选及应用

从土壤中分离得到230株产酯酶菌株，经反复筛选，从中挑选出一株酶活及选择性均较高的菌株YQ231，该菌株所产酯酶能将外消旋的酯水解为手性醇（环戊烯酮），且该酶优先水解（R）-型酯。经生理生化试验鉴定，该细菌为不动杆菌属（Acinetobacter sp.）。研究了该菌株的产酶过程，结果表明：酶活在24h达最高值。同时研究了该菌株的催化特性，在反应12h时其转化率达48.8％，eep为92.3％，ees为70.3％。图3表2参9     

高效氯氰菊酯急性暴露中斑马鱼相关酶活性和基因表达变化

高效氯氰菊酯广泛地应用于农业生产及日常生活中的害虫防治,但对水生生物却毒性极高。为探究高效氯氰菊酯对斑马鱼的急性毒性,以总超氧化物歧化酶(总SOD)、过氧化氢酶(CAT)和乙酰胆碱酯酶(ACh E)活性以及相关的基因表达量变化为检测指标,研究其对斑马鱼成鱼的影响。急性毒性试验结果显示,高效氯氰菊酯对斑马鱼属剧毒物质,斑马鱼的急性中毒症状为身体蜷曲、抽搐,鳃盖扇动加快,游动能力减弱,间歇性出现无规律急速游动和撞壁行为。酶活测定结果显示,斑马鱼组织中总SOD、CAT和ACh E活性与高效氯氰菊酯呈现低浓度诱导、高浓度抑制的剂量效应关系;相关基因表达量的检测结果显示,高效氯氰菊酯会诱导斑马鱼肝脏、肠和脑中Sod1、Cat以及Ache的m RNA表达上调。研究表明,高效氯氰菊酯的神经毒性和氧化损伤共同造成了斑马鱼的中毒甚至死亡。     

具脂肪酶和酯酶活性酵母菌的选育和酶学性质初步研究

从济南市区得到的含油土壤中筛选得到一株酵母Ｓ９ 菌株,它可以同时产生较高酶活的脂肪酶和酯酶．对影响Ｓ９ 产脂肪酶和酯酶的各种因素进行了研究,确定２ ％ 的黄豆粉为最佳氮源,１ ％ 的可溶性淀粉为最佳碳源,最适的初始培养ｐＨ和温度分别为ｐＨ６ ．５ 和２８℃,另外不同的表面活性剂对产酶也有不同的影响．对Ｓ９脂肪酶和酯酶的各种酶学性质进行的研究表明,脂肪酶和酯酶的最适作用温度都为３０℃,最适作用ｐＨ 分别为７ ．０ 和８．０,两者都属于常温酶,在３０℃～４０ ℃范围内比较稳定,前者在中性偏碱的ｐＨ 环境中比较稳定,后者属于碱性酶,在ｐＨ７ ．５～１０ ．５ 范围内相当稳定．     

一个硫化叶菌病毒启动子的分离与鉴定

几乎所有古菌病毒基因组中无RNA聚合酶(RNA polymerase,RNAP)等组成基本转录装置的同源蛋白编码序列,而且启动子活性对病毒感染过程中病毒基因的转录上可能具有重要的影响.为进一步揭示古菌病毒基因启动子的序列结构特点和活性之间的关系,首先基于硫化叶菌质粒pSeSD,将β-半乳糖苷酶编码基因lacS克隆到阿拉伯糖启动子araS下游多克隆位点,构建重组表达载体pSeSD-lacS.将pSeSD-lacS转化冰岛硫化叶菌(Sulfolobus islandicus)E233S菌株后的功能分析结果表明,lacS基因成功表达.在此基础上,利用硫化叶菌病毒STSV2衣壳蛋白编码基因ORF37上游500bp的潜在启动子片段P37替换pSeSD-lacS中的araS启动子,构建出新的重组表达质粒pSeSD-P37-lacS,进一步将pSeSD-P37-lacS转化E233S菌株进行启动子活性分析.β-半乳糖苷酶酶活结果显示,诱导后araS启动子酶活为14 345.7±422.3 mU,P37酶活为13 723.1±370.9 mU,表明P37片段具有启动子功能,而且活性与araS启动子相当.序列分析也显示,P37具有与硫化叶菌基因启动子类似的基础序列元件initiator、TATA-box及BRE等.本研究表明pSeSD-lacS可作为一个硫化叶菌病毒基因启动子筛选载体,而且高活性的基因启动子可能在STSV2病毒生命过程具有重要的作用.(图4表1参27)     

杀虫剂敌敌畏对黑眶蟾蜍蝌蚪的毒性影响

采用静态换水法研究了杀虫剂敌敌畏（dichlorvos，DDVP）对黑眶蟾蜍（Bufo melanostictus）蝌蚪的急性毒性和生长发育、生理活动的影响．结果表明，DDVP对黑眶蟾蜍蝌蚪的96h半数致死浓度（LC50，96h）为51．61mg／L．暴露于2．24mg／L的DDVP溶液中10d和20d，蝌蚪的体长日增长率分别降低24．9％和9．5％，并引起黑眶蟾蜍蝌蚪酯酶同工酶（EST）酶带数和强弱发生改变，抑制了蝌蚪的酯酶同工酶活性，而超氧化物歧化酶（SOD）比活受到的影响相对较小．暴露于6．72mg／L的DDVP溶液中10d和20d，蝌蚪的体长日增长率分别降低27．0％和38．8％，酯酶同工酶（EST）酶带的强弱发生明显的改变，SOD酶比活明显低于对照组．说明杀虫剂敌敌畏对黑眶蟾蜍蝌蚪可造成一定的毒性影响．图2表4参22     

产酯酶B1海洋枯草芽孢杆菌C5发酵条件优化

为提高芽孢杆菌C5产酯酶B1的能力,采用响应面法对其发酵条件进行优化.首先通过单因素实验筛选氮源、碳源、接种量、起始发酵pH、装液量、发酵温度和转速这7个因素,当酶活达到最高值时,各单因素的值分别为氮源玉米浆30 mL/L,碳源麦芽糖35 g/L,接种量4%(φ),起始pH 7.0,装液量15 mL,培养温度36℃,转速在实验室现有条件下最高选择220 r/min;再通过Plackett-Burman(PB)设计法,评价了这7个因素对酯酶B1产量影响的大小,确定氮源玉米浆的浓度、发酵起始pH和发酵温度为酯酶产生的3个主要影响因素;利用中心组合设计(CCD)及SAS软件分析获得了主要因素的最优条件,即玉米浆浓度28.70 mL/L,起始发酵pH为7.10,发酵温度为35.8℃.预测最高酶活力为139.18U/mL,实验最终酶活达到138.40 U/mL,与原发酵条件相比提高了228.15%.其实验值与预测值基本相符,说明预测模型可应用于酯酶发酵条件的优化.     

丹参提取液对球形红细菌菌体蛋白及几种酶的影响

为探索球形红细菌对丹参的生物转化机理,采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(N-PAGE)分别对丹参水提液、醇提液、醇水提液培养后球形红细菌菌体及纯球形红细菌(PRS)菌体蛋白质(Pro)、酯酶(EST)、细胞色素氧化酶(COD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)进行分析,比较用丹参提取液培养前后球形红细菌菌体蛋白及4种酶的同工酶变化.结果表明:丹参提取液培养前后球形红细菌菌体蛋白及4种酶的同工酶谱带差别较大,同工酶的电泳迁移率、活性、所表达同工酶的数目及分布均有差异,培养d 2～6蛋白及酶表达量变化最大,d 14～20基本稳定.研究表明丹参能诱导球形红细菌生成新的蛋白质及酶,亦可抑制某些蛋白质和酶的合成;这些蛋白和酶可能参与了丹参化学成分的生物转化.图4参22     

环境污染物导致氧化应激的关键信号通路及其检测方法

环境污染物能够以多种途径进入生物体内,在体内产生含氧自由基等活性氧物质,并通过多种信号通路及酶反应引起氧化应激,造成生物体内的脂质过氧化、蛋白质损伤、DNA表达改变、酶失活等,从而引发心血管疾病、风湿类疾病、感染及癌症等的发生。本文对环境污染物致氧化应激产生的原因、涉及的信号通路及酶反应、造成的危害,以及常见的基于细胞模型的氧化应激检测方法进行了综述,期望为评价环境污染物和检测氧化损伤提供参考。     

环境污染物导致氧化应激的关键信号通路及其检测方法

环境污染物能够以多种途径进入生物体内,在体内产生含氧自由基等活性氧物质,并通过多种信号通路及酶反应引起氧化应激,造成生物体内的脂质过氧化、蛋白质损伤、DNA表达改变、酶失活等,从而引发心血管疾病、风湿类疾病、感染及癌症等的发生。本文对环境污染物致氧化应激产生的原因、涉及的信号通路及酶反应、造成的危害,以及常见的基于细胞模型的氧化应激检测方法进行了综述,期望为评价环境污染物和检测氧化损伤提供参考。     

蔬菜中有机磷农药残留的分光光度法快速检测

以鸡脑为酶源提取乙酰胆碱酯酶,利用酶抑制分光光度法检测蔬菜中有机磷农药残留量.用此方法测定了对硫磷、辛硫磷、氧化乐果三种农药,结果满意,回收率分别达到97%,101%和99%.     

黑胸散白蚁纤维素酶的体外酶学特性

采用DNS法研究了我国广泛分布的一种低等木食性白蚁——黑胸散白蚁纤维素酶的体外酶活特性以了解其纤维素降解机制.结果表明,内切β-1,4-葡聚糖酶(EG)、纤维二糖水解酶(CBH)和β-葡萄糖苷酶(BG)这3种酶的最佳反应时间均为15 min,最佳底物浓度为1%,最适反应pH为5.6,最适反应温度为35℃.在最适反应条件下,EG、CBH和BG的活性分别达到71.3(±13.9)U/mg、5.8(±0.8)U/mg和4.1(±0.7)U/mg.EG在体外的热稳定性较差,在50℃及更高温度酶活很低或完全失活,但该酶对pH稳定性较好,在pH 3.2～8.0范围内酶活力变化不大.Native-PAGE电泳检测到该白蚁体内至少有8种不同的EG活性条带,肠道不同部位纤维素酶活性条带种类不同.这些研究表明,木食性白蚁降解纤维素是一个复杂的过程,需要多种纤维素酶的共同作用.     

植物乳杆菌BBE7的胆盐水解酶基因在毕赤酵母中的分泌表达

由于用大肠杆菌对植物乳杆菌来源的bsh基因进行胞内和胞外表达时,它们很容易形成包涵体,而且大肠杆菌的内毒素会显限制BSH的应用,所以利用毕赤酵母这一高效的表达系统对其进行了分泌表达.首先用融合PCR的方法将信号肽α-factor与BSH连接,然后再克隆到质粒pPIC9K上,得到重组质粒pPIC9K-α-factor-BSH.重组质粒经过SalⅠ线性化后转化至毕赤酵母GS115.表达产物经SDS-PAGE分析和酶活测定发现,重组BSH的相对分子质量(Mr)和胞外酶活分别为37.0×103和1.08 U mL-1.通过正交实验[L9(34)]对发酵条件优化后,胞外总酶活达到2.69 U mL-1,比原来提高了1.49倍.研究为胆盐水解酶的分离纯化、酶学性质研究以及大规模生产奠定了一定的基础.