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硫色曲霉产β-甘露聚糖酶催化的分子机理及提高热稳定性研究

硫色曲霉产β-甘露聚糖酶催化的分子机理及提高热稳定性研究
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  • 批准号:30600433
  • 批准年度: 2006年
  • 学科分类:毒理生态学(C031002) |
  • 项目负责人:杨劭
  • 负责人职称:副研究员
  • 依托单位:中国农业大学
  • 资助金额:8万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2007年01月01日 至 2007年12月31日
  • 中文关键词: 硫色曲霉产;甘露聚糖酶;催化;提高;热稳定性
  • 英文关键词:β-mannanase; Escherichia coli;

项目摘要

中文摘要

甘露聚糖是一种广泛存在于植物细胞壁中的半纤维素类多糖,饲料中的甘露聚糖能够引起动物的抗营养作用,影响营养物质的消化和吸收。在饲料中添加β-甘露聚糖酶是解决甘露聚糖抗营养作用的重要手段。在现有研究工作的基础上,纯化硫色曲霉产β-甘露聚糖酶和细菌表达的重组酶,进行酶学特性比较分析;在原核表达载体上,定点突变分析,确定酶的催化区、底物结合区和结构稳定区,定位关键氨基酸残基的位点,从而阐明酶催化的分子机理;利用基因重组技术,对酶的分子结构进行改造以提高热稳定性;构建毕赤酵母高效分泌表达的基因工程菌株,对发酵条件进行摸索。所获得结果不仅可以为β-甘露聚糖酶的工业化生产奠定基础,而且可以为类似的蛋白质工程研究提供重要的科学依据。

结题摘要

构建表达载体pET-28a(+)-mann转化大肠杆菌BL21,重组菌株经IPTG诱导,用12% SDS-PAGE检测,可见目的蛋白的特异性表达。纯化的表达产物变性、复性处理后,获得有活性的β-甘露聚糖酶蛋白,蛋白表达量为25 mg/L,酶活力为5.2 U/mL。酶学性质分析表明,重组β-甘露聚糖酶最适反应温度为50℃,最适pH值为2.4,在pH 2.2-8.0和40℃以下有很好的稳定性。定点突变分析证明β-甘露聚糖酶的E206和E314是酶的催化位点。构建了毕赤酵母诱导型表达载体pPICZαA-MANN,转化酵母X-33感受态细胞。重组菌经PCR和Southern-blot结果表明,该基因稳定地整合到了酵母基因组DNA中,并且具有很好的遗传稳定性。利用甲醇诱导,实现了β-甘露聚糖酶基因在毕赤酵母中的分泌表达。表达产物为48 kDa的糖基化蛋白,重组蛋白表达量为262 mg/L,酶活为96 U/m。重组甘露聚糖酶动力学分析表明,Km值和Vmax分别为0.93 mg/mL和344.83 U/mg。重组酶对多种金属离子及化学试剂具有较好的耐受性,该蛋白的等电点为4.89。

评估说明

    国家自然科学基金项目“硫色曲霉产β-甘露聚糖酶催化的分子机理及提高热稳定性研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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