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脂环酸芽孢杆菌D-1的耐盐内切葡聚糖酶基因克隆、表达与酶学性质
  • ISSN号:0001-6209
  • 期刊名称:《微生物学报》
  • 时间:0
  • 分类:Q939.9[生物学—微生物学]
  • 作者机构:云南师范大学生命科学学院,生物能源持续开发利用教育部工程中心,云南省生物质能与环境生物技术重点实验室,云南省酶工程技术研究中心,云南昆明650500
  • 相关基金:国家自然科学基金(31160229);云南省教育厅科学研究基金(2015Y104)
中文摘要:

【目的】克隆温泉中嗜热嗜酸的脂环酸芽孢杆菌D-1(Alicyclobacillus tengchongensis CGMCC1504)的内切葡聚糖酶基因gluE1,并对该酶进行序列分析和重组酶的酶学特性分析。【方法】通过全基因组测序获得gluE1全长,并对其氨基酸序列(GluE1)进行分析。将gluE1重组到载体p EASY-E2中并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,利用组氨酸标签纯化GluE1并进行酶学性质分析。【结果】gluE1与NCBI数据库中GH5的内切葡聚糖酶具有较高的相似性,全长1020 bp,GC含量50.5%,编码339个氨基酸(40.45 k Da)。GluE1与数据库中序列的最高一致性为97%,与其余纤维素酶的一致性〈60%。GluE1可水解CMC-Na、可溶性淀粉和大麦β-葡聚糖,表观最适pH为6.5,pH 5.0–10.0稳定并维持60%以上的酶活性。GluE1的表观最适温度为55℃,在37℃下稳定。在55℃ pH 6.5条件下,GluE1对大麦β-葡聚糖的K_m、V_(max)和k_(cat)分别为8.58 mg/mL、416.67 U/mg和280.90 s^(–1)。GluE1受Ag^+、Hg^(2+)及SDS抑制,β-巯基乙醇、Pb^(2+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)和Na^+对GluE1有微弱的促进作用,NaCl对GluE1的影响不大,加入30%的NaCl,仍有64%以上的酶活性;经30%的NaCl在37℃下处理60 min,仍能保持93%以上的活性。【结论】首次报道从Alicyclobacillus属的细菌中克隆得到内切葡聚糖酶基因并对其酶学性质进行研究,GluE1具有良好的pH稳定性和有较强的耐盐性,可能具有更大应用潜力。

英文摘要:

[Objective] An endoglucanase gene (gluEl) was cloned from a thermalacidophilus (Alicyclobacillus tengchongensis CGMCC 1504) isolated from a hot spring, and the sequence and biochemical characterization of enzyme were analyzed. [Methods] The full-length gluE1 was obtained based on genome sequencing, analysis of amino acid sequence of GluE1. gluE1 was ligated into pEASY-E2 vector and expressed in Escherichia coli BL21 (DE3) cells. GluE1 was purified to electrophoretic homogeneity by Ni2+-NTA metal chelating affinity chromatography, and then the enzyme characterizations were determined. [Results] The 1020 bp full-length gluE1 (50.5% GC content) encodes a 339 residues polypeptide (GluEI: 40.45 kDa). GluE1 showed the highest identity of 97% with endoglucanase in public databases, and 〈60% identities with other endoglucanase. GluEI efficiently hydrolyzed CMC-Na, soluble starch and barley-13-glucan, which showed apparent optimal at pH 6.5 and 55 ℃. GluEI was stable and active (〉60%) at pH 5.0-10.0, and had a high stability at 37 ℃; and it exhibited Km, Vmax and kcat values of 8.58 mg/mL, 416.67 U/mg and 280.90 s -1 respectively. GluE1 was strongly inhibited by Ag+, Hg2+ and SDS, partial promoted by β-Mercaptoethanol, Pb2+, Mg2+, Ca〉 and Na+, 30% NaC1 still retains more than 64% of the activity. The residual enzyme activity kept 93% after pre-incubation of the enzyme in 30% NaC1. [Conclusion] Endoglucanase gene gluEl from Alicyclobacillus was first reported, and GluE1 showed a good pH stability and strong halo-tolerant property. GluE 1 might have greater potential applications.

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期刊信息
  • 《微生物学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国微生物学会 中国科学院微生物研究所
  • 主编:谭华荣
  • 地址:北京市朝阳区北辰西路3号中国科学院微生物研究所B401室
  • 邮编:100101
  • 邮箱:actamicro@sun.im.ac.cn
  • 电话:010-64807516
  • 国际标准刊号:ISSN:0001-6209
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1995/Q
  • 邮发代号:2-504
  • 获奖情况:
  • 国家优秀期刊二等奖,中科院优秀期刊二等奖,中国科协首届优秀科技期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国生物医学检索系统,美国生物科学数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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