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目的:采用中试生产工艺从新疆鲜蒜中提取纯化蒜酶;采用凝胶层析、亲和层析等方法对蒜酶进一步纯化;研究蒜氨酸、蒜酶及蒜氨酸+蒜酶的抗微生物活性;从新疆鲜蒜中克隆蒜酶基因,从测得的cDNA序列推导出蒜酶的氨基酸序列。方法:1)选用新疆地产鲜蒜,经脱皮、打浆、分离浆渣后得蒜酶粗酶液,然后采用硫酸铵盐析、超滤法等步骤提取纯化蒜酶,冷冻干燥得蒜酶原料药。采用丙酮酸法和SDS-PAGE法测定蒜酶提取液的酶活力和纯度;采用SDS-PAGE法、HPLC法检测蒜酶冻干粉分子量、纯度和蒜酶活性;2)采用三种方案对蒜酶进一步纯化:亲和层析(ConA-Sepharose纯化),凝胶层析(Superdex 200纯化)和凝胶层析+亲和层析(先用Superdex200纯化,纯化产物经ConA-Sepharose柱再次纯化)。对纯化的蒜酶冻干粉分别采用SDS-PAGE、HPLC法检测其纯度、酶活性来比较纯化效果;3)采用液体培养基稀释法、平板计数法检测蒜氨酸、蒜酶及蒜氨酸+蒜酶对白假丝酵母菌、铜绿假单胞菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门菌、肠致病性大肠杆菌、福氏志贺菌的最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC),并测定杀菌曲线;4)采用TRIZOL法从产自新疆阿克苏地区乌什县、克孜勒苏柯尔克孜自治州阿合奇县的鲜蒜中提取总RNA、反转录合成cDNA,以cDNA为模板进行PCR扩增蒜酶基因,PCR产物纯化后与pMD-18T载体连接、转化,测定蒜酶基因序列并推导氨基酸序列进行分析、比较。结果:1)采用中试生产工艺成功得到蒜酶冻干粉,蒜酶冻干粉纯度为51.6%,全酶分子量为110.2kDa,活力达到1080U/g。表明中试生产工艺可行,但所得蒜酶为粗酶,含有相当量杂质,需进一步纯化方可用于制备大蒜高效制剂;2)结果表明三种方案均可提高蒜酶纯度和酶活力。采用凝胶层析和亲和层析+凝胶层析均可提高酶活力至1400 U/g以上,纯度可提高至70%以上;3)成功克隆出蒜酶基因,与Genebank公布的蒜酶基因序列相比,克孜勒苏柯尔克孜自治州阿合奇县大蒜蒜酶基因序列有15个位点碱基与Genebank公布的蒜酶基因序列不同,其中12个为同义突变,3个为错义突变,占总突变位点的20%;新疆阿克苏地区乌什县蒜酶基因有10个位点碱基与Genebank公布蒜酶基因序列不同,其中4个位同义突变,6个为错义突变,占总突变位点的60%。错义突变编码的氨基酸并不位于蒜酶发挥活性的关键位点;4)结果表明蒜酶对这些病原体的生长均无抑制作用;蒜氨酸可抑制白假丝酵母菌(MIC为MBC为50mg/mL)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MIC为12.5~50、MBC为25~100mg/ml)、鼠伤寒沙门菌(MIC为12.5mg/mL、MBC为25mg/mL)、肠致病性大肠杆菌(MIC为25mg/mL、MBC为50mg/mL)、福氏志贺菌(MIC为12.5mg/mL、MBC为25mg/mL)的生长,但对铜绿假单胞菌生长无影响;蒜氨酸+蒜酶可抑制白假丝酵母菌(MIC为1.56mg/mL、MBC为3.12mg/mL)、铜绿假单胞菌(MIC为0.625mg/mL、MBC为1.25mg/mL)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MIC为0.012~0.05mg/mL、MBC为0.006~0.05mg/mL)、鼠伤寒沙门菌(MIC为0.075mg/mL、MBC为0.15mg/mL)、肠致病性大肠杆菌(MIC为0.31mg/mL、MBC为0.62mg/mL)、福氏志贺菌(MIC为0.62mg/mL、MBC为1.24mg/mL)的生长,蒜氨酸+蒜酶对这些受试菌的MIC、MBC均低于蒜氨酸。结论:采用中试生产工艺从新疆鲜蒜中成功提取蒜酶,并对其进一步纯化,纯度提高至70%以上。首次从新疆鲜蒜中克隆得到蒜酶基因,与Genebank公布的蒜酶基因序列比较,个别位点发生突变,但错义突变导致的氨基酸变异均为非关键位点氨基酸。蒜酶催化蒜氨酸产生的大蒜辣素等含硫化合物确是大蒜的主要抗菌活性成份;虽然蒜氨酸单体也具有抗微生物活性,但其作用强度、范围均不及蒜氨酸+蒜酶;蒜酶无抗微生物活性。