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漆酶(EC 1.10.3.2)是一种含铜的多酚氧化酶,广泛分布于植物,真菌和细菌中。漆酶能催化降解许多有机和无机底物,在工业应用和生物修复等方面具有广泛的用途。血红密孔菌是担子菌纲、多孔菌科的一种白腐真菌,能组成型地分泌胞外漆酶。本文主要研究血红密孔菌胞外漆酶的纯化及其漆酶基因在毕赤酵母中的表达。
通过超滤,DEAE-Sepharose FF离子交换层析和Sephadex G-75凝胶过滤等纯化技术对血红密孔菌胞外漆酶进行了纯化,最终纯化倍数为3.61,总活力回收率为36.53%。纯酶的分子量为61.4 kDa,在600 am处缺少典型的吸收峰,N端氨基酸序列与朱红密孔菌漆酶的N端氨基酸序列完全一致,与其它木腐真菌产生的漆酶也有较高的相似性。以ABTS作为底物时血红密孔菌纯化后的漆酶的最适pH为3.0,在pH2.6~4.2之间维持较高的酶活,超过pH4.6漆酶活性急剧下降;纯酶最适反应温度为65℃,在25℃时在pH2.0~5.0的缓冲液中保温1 h较稳定,在最适pH下纯酶在40℃以下较稳定,超过50℃酶活下降较快。
纯化后的漆酶能氧化不同的漆酶底物,包括ABTS,syringaldazine和2,6- Dimethoxyphenol。ABTS的米氏常数最小(0.077 mmol/L),纯酶对ABTS的催化效率最高,其它依次为syringaldazine和2,6-Dimethoxyphenol。几种漆酶的抑制剂中0.1mmol/L的NaN<,3>和1 mmol/L半胱氨酸和二硫疏糖醇对漆酶活力有强烈的抑制,而金属离子螯合剂EDTA对漆酶活力的抑制程度较低。
染料降解实验发现血红密孔菌纯化后的漆酶对RBBR的降解不需要小分子介体物质的参与且降解效果要好于其它白腐真菌来源的漆酶,在5 U/mL的酶活下只需10 min就可降解90%左右的葸醌染料RBBR。显示了血红密孔菌及其所产的漆酶在染料降解的应用上具有很强的工业应用潜力。
采用RT-PCR扩增得到了漆酶的cDNA序列,胶回收纯化后将其克隆到T载体上,测序结果显示克隆到的序列与血红密孔菌漆酶基因的原始序列相比有所不同,导致了产物中有三个氨基酸序列发生改变。目的基因与表达载体pPICZB相连接构建重组质粒 pPICZB/lac后通过LiCl法转化Pichia pastoris SMD1168H,重组菌利用Zeocin抗性平板筛选,采用菌落PCR进一步验证重组质粒已经插入到酵母基因组中。
重组菌在BMMY诱导培养基中实现了目的漆酶基因的分泌表达,菌体的密度随着培养时间的延长逐渐增加,但上清重组漆酶的活性在培养72 h后没有太大变化,最高漆酶活性达到10.9 U/L。重组漆酶的表达活性较低可能与信号肽的选用,酵母密码子的偏好性和培养条件等因素有关。