共表达辅助蛋白对毕赤酵母产甘露聚糖酶和蛋白酶的影响

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhanghu216
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甘露聚糖酶(β-mannanase)和蛋白酶(protease)都是重要的工业用酶,在食品,医药,饲料等领域都发挥着重要的作用。本文通过在毕赤酵母表达系统中共表达透明颤菌血红蛋白(Vitreoscilla hemoglobin,VHb)和Hac1p分子伴侣蛋白,来探究共表达辅助蛋白对毕赤酵母产甘露聚糖酶和蛋白酶的影响。主要研究结果如下:(1)根据VHb在Gen Bank的登录号(AY278220)找到VHb的原始序列,对透明颤菌血红蛋白基因(Vitreoscilla hemoglobin gene,vgb)进行密码子优化,然后全基因合成优化后的vgb基因。设计引物,利用PCR技术体外扩增vgb基因,构建p PIC9k-vgb表达载体,分别电转入本实验室之前构建的甘露聚糖酶工程菌株ZαA-man-GS115,以及蛋白酶工程菌株ZαA-pk-GS115中,在限氧和未限氧条件下进行发酵产酶实验,结果表明在限氧条件下,未转入vgb基因的菌株酶活明显低于转入了vgb基因的菌株,其中man-vgb-GS115 10#菌株产甘露聚糖酶最高,达到2452.43U/m L,是对照组的3.85倍;pk-vgb-GS115 6#产蛋白酶最高,为1369.41U/m L,是对照组的2.9倍。而在未限氧条件下,则没有明显的区别。(2)根据hac1在Gen Bank的基因序列号(8196642),设计引物,,利用PCR技术进行体外扩增hac1基因,并构建p PIC9k-hac1载体,分别电转入ZαA-man-GS115,ZαA-pk-GS115,并进行发酵产酶实验,结果表明转入hac1和未转入hac1的菌株之间并没有太大的区别,酶活的提升不明显。(3)最适温度与甲醇耐受性试验结果:将筛选到的man-vgb-GS115 10#,pk-vgb-GS115 6#,man-hac1-GS115 9#,pk-hac1-GS115 10#分别进行1%,2%,3%的甲醇耐受性实验,结果表明man-vgb-GS115 10#,pk-vgb-GS115 6#的甲醇耐受性明显高于对照组,说明整合了vgb的工程菌株对甲醇的耐受性有着明显的提升,而man-hac1-GS115 9#,pk-hac1-GS115 10#则没有表现出较好的甲醇耐受性;设置不同的发酵温度(20℃,25℃,30℃),man-vgb-GS115 10#,pk-vgb-GS115 6#在30℃时发酵效果较好,而man-hac1-GS115 9#,pk-hac1-GS11510#在20℃时发酵效果较好,说明在低温条件下更有利于其表达。(4)甘露聚糖酶酶学性质:该酶的最佳反应温度为55℃,最适反应p H为5.5;Ca2+,Mg2+,Mn2+均对甘露聚糖酶的酶活有促进作用;温度和p H稳定性试验表明,分别在45℃和p H 5.5条件下甘露聚糖酶的酶活最稳定;该甘露聚糖酶对Tween 80,甘油,丙酮,乙醇,二甲基亚砜等均具有较强的耐受性。50L发酵罐放大试验结果:整合了vgb基因的菌株man-vgb-GS115 10#在控制溶氧在10%±5%以下条件时,甘露聚糖酶酶活是对照组的2.4倍,达到45679.47U/m L;而整合了hac1基因的菌株man-hac1-GS115 9#在正常溶氧情况下,酶活增加了14.29%,达到40259.25U/m L;整合了vgb基因的菌株pk-vgb-GS115 6#在控制溶氧为10%±5%的情况下,对于蛋白酶酶活是对照组的2.3倍,达到28743.89U/m L;对于整合了hac1基因的菌株pk-hac1-GS115 10#,在正常溶氧条件下,酶活增加了7.4%,达到了17893.54U/m L。
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