Thermobaculum terrenum海藻糖合酶的耐熱和催化機(jī)制分析及其催化活性定點(diǎn)改造的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-22 06:21
海藻糖是生物體內(nèi)的一種非常重要的雙糖,它由兩個(gè)葡萄糖分子通過(guò)α,α-1,1-糖苷鍵連接而成,在生物體中起著許多重要作用。海藻糖除了作為碳源和能源外,還可以保護(hù)機(jī)體免受低溫、脫水、高滲、乙醇毒性和氧化等極端條件的影響。本論文以海藻糖合酶生產(chǎn)菌Thermobaculum terrenum為研究基礎(chǔ),對(duì)其酶學(xué)性質(zhì)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與耐熱機(jī)制的關(guān)系、海藻糖合酶催化機(jī)制以及催化活性定點(diǎn)改造幾個(gè)方面進(jìn)行了研究。研究的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:(1)海藻糖合酶酶學(xué)性質(zhì)的測(cè)定和耐熱機(jī)制分析:Thermobaculum terrenum海藻糖合酶(TtTS)的最適反應(yīng)溫度為45℃;最適反應(yīng)pH值為7.5;1mM的SDS,EDTA,Cu2+和Ni2+抑制海藻糖合酶的活性,將濃度提高到10mM的情況下效果更加明顯,而B(niǎo)a2+,K+,Mg2+,Zn2+,Fe2+,Ca2+和Mn2+能夠提高其活性。在150mM麥芽糖作為底物的...
【文章來(lái)源】:齊魯工業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
海藻糖結(jié)構(gòu)式Fig1.1Themolecularstructureoftrehalose
1.2.2 海藻糖合酶的結(jié)構(gòu)分析與催化機(jī)制的介紹Zhang 等人在2011年通過(guò)對(duì)恥垢分枝桿菌(M. smegmatis)的海藻糖合酶(MsTS)研究證明了一個(gè)雙取代反應(yīng)機(jī)制(如圖1.2),這與其他GH13家族成員是一致的[51]。海藻糖合酶的催化中心是由Asp-Glu-Asp構(gòu)成的三聯(lián)體,催化過(guò)程分為兩個(gè)階段:第一步是一個(gè)質(zhì)子由酸堿催化的Glu轉(zhuǎn)移到分子間糖苷鍵的氧原子上,同時(shí)α-1,4-糖苷鍵被親核催化的Asp攻擊而切斷,形成葡萄糖和葡萄糖基,然后酶的構(gòu)象發(fā)生轉(zhuǎn)變,形成α-1,1糖苷鍵的海藻糖。糖苷鍵斷裂后水分子進(jìn)入活性中心作為親核試劑攻擊葡萄糖基時(shí),就會(huì)使得麥芽糖分子水解成為兩個(gè)葡萄糖分子,形成反應(yīng)的副產(chǎn)物。對(duì)DrTS的結(jié)構(gòu)分析證實(shí)了subdomain B和S7之間的閉合構(gòu)象,降低了水分子進(jìn)入的可能性
結(jié)果如圖2.1所示。M 1 2圖2.1TtTS PCR電泳圖Fig 2.1 TtTS PCR electrophoresis注:M泳道為DNAmaker,1、2泳道為T(mén)tTS基因。由圖2.1可知,該電泳條帶所在位置在1000bp-2000bp之間,TtTS基因全長(zhǎng)為1644bp,實(shí)驗(yàn)與實(shí)際相符,說(shuō)明海藻糖合酶基因被成功擴(kuò)增。(2) pET-28a質(zhì)粒的雙酶切將從大腸桿菌DH5α里提出的質(zhì)粒通過(guò)快切酶EcoRⅠ和NdeⅠ雙酶切線性化,為下一步連接做準(zhǔn)備。電泳結(jié)果如圖2.2所示,pET-28a質(zhì)粒全長(zhǎng)5369bp,電泳條帶位置位于5000bp稍大一點(diǎn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]轉(zhuǎn)海藻糖合酶基因玉米株系的獲得及其抗旱性研究[J]. 張彥琴,董春林,楊麗莉,梁改梅,李潔,楊睿,常建忠,趙巧紅,張明義. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(01)
[2]嗜熱棲熱菌海藻糖合酶的分子改造及其應(yīng)用[J]. 宿玲恰,張悅,吳敬. 食品與發(fā)酵工業(yè). 2015(12)
[3]海藻糖的特性、功能及應(yīng)用[J]. 靳文斌,李克文,胥九兵,張友亮,肖兆玲,張倩,劉開(kāi)昌,龔魁杰. 精細(xì)與專用化學(xué)品. 2015(01)
[4]DNA改組(DNA shuffling)及其研究進(jìn)展[J]. 俞路,王雅倩,章世元. 生物學(xué)雜志. 2008(01)
[5]生物發(fā)酵法生產(chǎn)海藻糖工藝條件的研究[J]. 穆曉玲,崔亞放,王宇建. 安徽醫(yī)藥. 2007(09)
[6]飽和突變定向進(jìn)化細(xì)胞色素P450 BM-3[J]. 李紅梅,梅樂(lè)和,URLACHER V B,SCHMID R D. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2007(07)
[7]嗜熱酯酶APE1547催化活性的定向進(jìn)化研究[J]. 王秋巖,楊廣宇,劉艷莉,王艷平,馮雁. 微生物學(xué)報(bào). 2006(02)
[8]酵母海藻糖提取及精制工藝的研究[J]. 李于,肖冬光,王蘭,石萍. 天津輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2002(04)
碩士論文
[1]海藻糖合酶分子改造及在畢赤酵母中的分泌表達(dá)研究[D]. 呂鑫.齊魯工業(yè)大學(xué) 2018
[2]施氏假單胞菌海藻糖合酶性質(zhì)及其活性改造的研究[D]. 李珍珍.齊魯工業(yè)大學(xué) 2016
[3]海藻糖高產(chǎn)菌株的篩選及發(fā)酵條件的優(yōu)化Brevibacterium sp. SY361海藻糖磷酸化酶的研究[D]. 王蕾.蘇州大學(xué) 2005
[4]用酵母菌生產(chǎn)海藻糖的研究[D]. 李績(jī).天津科技大學(xué) 2002
本文編號(hào):2931294
【文章來(lái)源】:齊魯工業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
海藻糖結(jié)構(gòu)式Fig1.1Themolecularstructureoftrehalose
1.2.2 海藻糖合酶的結(jié)構(gòu)分析與催化機(jī)制的介紹Zhang 等人在2011年通過(guò)對(duì)恥垢分枝桿菌(M. smegmatis)的海藻糖合酶(MsTS)研究證明了一個(gè)雙取代反應(yīng)機(jī)制(如圖1.2),這與其他GH13家族成員是一致的[51]。海藻糖合酶的催化中心是由Asp-Glu-Asp構(gòu)成的三聯(lián)體,催化過(guò)程分為兩個(gè)階段:第一步是一個(gè)質(zhì)子由酸堿催化的Glu轉(zhuǎn)移到分子間糖苷鍵的氧原子上,同時(shí)α-1,4-糖苷鍵被親核催化的Asp攻擊而切斷,形成葡萄糖和葡萄糖基,然后酶的構(gòu)象發(fā)生轉(zhuǎn)變,形成α-1,1糖苷鍵的海藻糖。糖苷鍵斷裂后水分子進(jìn)入活性中心作為親核試劑攻擊葡萄糖基時(shí),就會(huì)使得麥芽糖分子水解成為兩個(gè)葡萄糖分子,形成反應(yīng)的副產(chǎn)物。對(duì)DrTS的結(jié)構(gòu)分析證實(shí)了subdomain B和S7之間的閉合構(gòu)象,降低了水分子進(jìn)入的可能性
結(jié)果如圖2.1所示。M 1 2圖2.1TtTS PCR電泳圖Fig 2.1 TtTS PCR electrophoresis注:M泳道為DNAmaker,1、2泳道為T(mén)tTS基因。由圖2.1可知,該電泳條帶所在位置在1000bp-2000bp之間,TtTS基因全長(zhǎng)為1644bp,實(shí)驗(yàn)與實(shí)際相符,說(shuō)明海藻糖合酶基因被成功擴(kuò)增。(2) pET-28a質(zhì)粒的雙酶切將從大腸桿菌DH5α里提出的質(zhì)粒通過(guò)快切酶EcoRⅠ和NdeⅠ雙酶切線性化,為下一步連接做準(zhǔn)備。電泳結(jié)果如圖2.2所示,pET-28a質(zhì)粒全長(zhǎng)5369bp,電泳條帶位置位于5000bp稍大一點(diǎn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]轉(zhuǎn)海藻糖合酶基因玉米株系的獲得及其抗旱性研究[J]. 張彥琴,董春林,楊麗莉,梁改梅,李潔,楊睿,常建忠,趙巧紅,張明義. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(01)
[2]嗜熱棲熱菌海藻糖合酶的分子改造及其應(yīng)用[J]. 宿玲恰,張悅,吳敬. 食品與發(fā)酵工業(yè). 2015(12)
[3]海藻糖的特性、功能及應(yīng)用[J]. 靳文斌,李克文,胥九兵,張友亮,肖兆玲,張倩,劉開(kāi)昌,龔魁杰. 精細(xì)與專用化學(xué)品. 2015(01)
[4]DNA改組(DNA shuffling)及其研究進(jìn)展[J]. 俞路,王雅倩,章世元. 生物學(xué)雜志. 2008(01)
[5]生物發(fā)酵法生產(chǎn)海藻糖工藝條件的研究[J]. 穆曉玲,崔亞放,王宇建. 安徽醫(yī)藥. 2007(09)
[6]飽和突變定向進(jìn)化細(xì)胞色素P450 BM-3[J]. 李紅梅,梅樂(lè)和,URLACHER V B,SCHMID R D. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2007(07)
[7]嗜熱酯酶APE1547催化活性的定向進(jìn)化研究[J]. 王秋巖,楊廣宇,劉艷莉,王艷平,馮雁. 微生物學(xué)報(bào). 2006(02)
[8]酵母海藻糖提取及精制工藝的研究[J]. 李于,肖冬光,王蘭,石萍. 天津輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2002(04)
碩士論文
[1]海藻糖合酶分子改造及在畢赤酵母中的分泌表達(dá)研究[D]. 呂鑫.齊魯工業(yè)大學(xué) 2018
[2]施氏假單胞菌海藻糖合酶性質(zhì)及其活性改造的研究[D]. 李珍珍.齊魯工業(yè)大學(xué) 2016
[3]海藻糖高產(chǎn)菌株的篩選及發(fā)酵條件的優(yōu)化Brevibacterium sp. SY361海藻糖磷酸化酶的研究[D]. 王蕾.蘇州大學(xué) 2005
[4]用酵母菌生產(chǎn)海藻糖的研究[D]. 李績(jī).天津科技大學(xué) 2002
本文編號(hào):2931294
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/hxgylw/2931294.html
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