海洋宏基因组来源壳聚糖酶的挖掘及其热稳定性的分子改造

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:markwolf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
壳聚糖酶是一种糖苷水解酶,可催化β-1,4糖苷键的水解,可用来转化甲壳类生物废物以及壳寡糖制备等,在食品工程和生物技术等领域具有重要应用价值。但是目前发现的大部分壳聚糖酶的热稳定较差,活力低,这限制了其在工业生产中的应用。本研究从海洋基因文库中筛选到14个壳聚糖酶基因,并对两个酶活较高的壳聚糖酶CHIS5和CHIS1754进行了性质测定,并通过理性分子设计对CHIS1754进行了多点突变,成功提高了热稳定性。主要结果如下:1.从海洋基因文库中筛选到14个壳聚糖酶基因,通过酶切位点EcoR Ⅰ和NotⅠ将其构建在pET30a表达载体上并在大肠杆菌中成功表达。通过酶活测定从中筛选到两个酶活较高的壳聚糖酶CHIS5和CHIS1754,并对两个蛋白进行了纯化,通过SDS-PAGE分析确定两个蛋白的分子量大小约为35 kD和25 kD。2.通过测定壳聚糖酶对不同脱乙酰度底物的作用效果,发现壳聚糖酶对脱乙酰度越高的底物表现出更高的活性。对壳聚糖酶的理化性质进行了研究,重组壳聚糖酶CHIS5在60℃和pH 5.5时具有最佳活性,CHIS1754的最适温度为55℃最适pH为5.5。其中CHIS1754的热稳定性优于CHIS5,在60℃下保温20 min后有40%的剩余酶活,之后热稳定性迅速降低。测定了金属离子对两个壳聚糖酶的影响,发现Cu2+和Fe2+对两个酶有明显的抑制作用,Fe2+抑制作用最明显。3.测定了两个酶的动力学参数,CHIS5的Km,kcat和Vmax值分别为4.19 mg·mL-1、19.64 min-1 和9.42 μM·min-1 mL-1,效率常数kcat/Km为4.69mL·mg-1 min-1;CHIS1754的Km,kat和Vmax值分别为5.28 mg·mL-1、41.06 min-1和90.-33 μM·min-1mL-1,效率常数kcat/Km为7.78 mL·mg-1 min-1。4.通过TLC和LC-QTOF-MS分析了壳聚糖酶的作用方式,发现两个壳聚糖酶均为内切型壳聚糖酶,生成的壳寡糖产物主要是二糖和三糖。5.通过理性设计对chis1 754基因进行了 15个点的多点突变,突变后的壳聚糖酶CHIS1754T最适温度提高了5℃,Tm值提高了7.63℃,在60℃下保持1小时的残留酶活性仍高达80%。同时,CHIS1754T的kcat/Km比CHIS1754的kcat/Km增加了约4.8倍。酶活提高了两倍左右。6.将壳聚糖酶于酵母中进行表达,观察了其在摇瓶水平的酶活表达情况。其中CHIS5的酶活能达到9.0 U/mL,CHIS1754能达到6.5 U/mL,CHIS1754T酶活能达到酶活为9.9 U/mL。本研究从海洋文库中筛选到壳聚糖酶基因,并在大肠杆菌和酵母中成功表达,通过理性设计方法成功提高了壳聚糖酶的热稳定性和催化活性,为该酶在食品工业和生物技术产业中的应用奠定了良好基础。
其他文献
<正>不等式是高考数学的重要考点,也是热门考点,它具有较强的"连通性",通过不等式能够将高中数学中的很多知识联合起来,然后以一种综合性问题的方式出现在高考数学的压轴题当
采用ABR厌氧反应器强化处理印染废水,小试结果表明,随着停留时间(HRT)的缩短,COD和色度去除效果逐渐变差,COD去除率和BOD5/COD比值下降明显,色度下降缓慢。HRT为24 h,基本满足C
在无锡市学科带头人评选的赛课环节中,课题是《必修4》"1.3.4三角函数的应用",是一堂数学建模课,笔者有幸作为评委,观摩了十多位选手精心设计的课,各显特色,但差异较大,差异主
3.2纤维染色的电荷效应纤维染色主要在水溶液中进行,染料大多是离子型的,即使是非离子型染料,在水溶液中也主要借助离子性的分散剂或其他助剂而分散在水溶液中,涂料颗粒基本
读后活动(post reading)是尢完成阅读活动后要进行的学习活动,可以延伸为学生课外所进行的系列阅读。“阅读知识识字能力中被动接受能力的一方,是‘写作’这一主动表达能力的补充
加入WTO,我国将逐步开放国内零售业市场,准予特许经营和直销,生产企业也有分销权.八方洋商直面中国市场,我国零售业将面临完全国际化的竞争.面对挑战和压力,国内零售的当务之
随着课程改革和考试改革的不断深入,近几年中考化学命题有了一些新的特点。命题在淡化概念、弱化计算、熏视基础、重视实验的同时,注重学以致用,注重能力、尤其是实验探究能力的
<正>数学核心素养主要包括:数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析,其是新课程改革发展过程中的一个产物,是数学课程目标的集中体现,也是在数学学习的
选用精练酶881对纯棉平纹织物进行练漂-浴法处理,探讨了精练酶881、双氧水和稳定剂硅酸钠用量及汽蒸时间对棉织物性能的影响。优化的工艺为:精练酶8812g/L,双氧水(35%)8mL/L,硅酸钠5g
酉阳红花村有丰厚多样的文化底蕴,秀丽俊朗的峡江环境,是乌江画廊里明秀雅致的一笔。“千里乌江,百里画廊”自古以来便是旅游胜地,在精准扶贫和乡村振兴的战略要求下,乌江画