鸟肠球菌(Enterococcus avium)中α-L-鼠李糖苷酶基因的克隆表达及酶学性质研究

来源 :山西医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yingchali
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目的:筛选出可以将北桑寄生总黄酮中鼠李素-3-O-鼠李糖苷水解为鼠李素的细菌菌株,通过克隆、表达其α-L-鼠李糖苷酶编码基因获得目标α-L-鼠李糖苷酶,进一步对目标酶的酶学性质进行研究,为重组α-L-鼠李糖苷酶的应用奠定理论基础。方法:试验一以北桑寄生总黄酮为底物,初步筛选出可以将北桑寄生总黄酮中鼠李素-3-O-鼠李糖苷转化为鼠李素的细菌菌株,以27F和1492R扩增其16S r DNA序列,测序比对进行菌种鉴定。试验二测定菌株的生长曲线,提取其全基因组DNA,设计特异引物扩增其α-L-鼠李糖苷酶基因的编码区序列,使用p MD18-T载体构建重组克隆质粒,对克隆得到的α-L-鼠李糖苷酶基因进行相关生物信息学分析。试验三利用pET-28a(+)载体构建重组表达质粒,用IPTG诱导重组蛋白小量表达,通过SDS-PAGE确定重组蛋白的分子量,对诱导温度进行优化。试验四诱导重组蛋白大量表达,使用Ni柱纯化重组蛋白。分别以pNPR和鼠李素-3-O-鼠李糖苷为底物测定重组蛋白EaRha1和EaRha2的最适p H和最适温度。结果:试验一初步筛选出XB菌株为目的菌种。使用HPLC再次验证后,发现该菌株能将北桑寄生总黄酮中的鼠李素-3-O-鼠李糖苷稳定转化为鼠李素,经分子生物学鉴定确定该菌株为鸟肠球菌(Enterococcus avium)。试验二通过TA克隆成功构建出E.avium中两条α-L-鼠李糖苷酶基因EaRha1和EaRha2的克隆质粒。对EaRha1和EaRha2进行生物信息学分析,结果表明EaRha1基因全长为2826 bp,编码941个氨基酸,编码的蛋白相对分子量约为106.96 k Da,理论等电点(PI)为4.83,总平均亲水性为-0.361;EaRha2基因全长为2640 bp,编码879个氨基酸,编码的蛋白相对分子量约为99.53 k Da,蛋白理论等电点(PI)为5.06,总平均亲水性为-0.417。试验三成功构建重组蛋白表达载体,在大肠杆菌中进行异源表达。通过SDSPAGE分析可知EaRha1分子量大小约为130 k Da,EaRha2分子量大小约为110 k Da。EaRha1最适诱导温度为30℃,EaRha2最适诱导温度为25℃。试验四使用Ni柱纯化出纯重组α-L-鼠李糖苷酶EaRha1和EaRha2,并对EaRha1和EaRha2的酶学性质进行研究。以p NPR为底物,EaRha1最适p H是7,最适温度为50℃。以鼠李素-3-O-鼠李糖苷为底物,EaRha2的最适p H是7,最适温度为60℃。结论:本研究筛选到了可以将北桑寄生总黄酮中鼠李素-3-O-鼠李糖苷水解为鼠李素的细菌鸟肠球菌(E.avium),完成了E.avium中两种α-L-鼠李糖苷酶基因EaRha1和EaRha2克隆及原核表达,并通过对重组蛋白EaRha1和EaRha2酶学性质的研究,为黄酮类化合物的生物转化提供了理论基础和指导作用。
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