论文部分内容阅读
木聚糖是半纤维素的主要成分,而半纤维素又是自然界中除了纤维素之外的第二大丰富的资源。木聚糖酶能够降解自然界中大量存在的木聚糖,在造纸、食品、纺织、饲料、能源工业等方面具有重要的应用前景及商业价值,而且不同来源的木聚糖酶其降解特性不同,因此,有必要对不同来源的木聚糖酶进行系统的研究。 本研究应用基因工程手段以黄绿木霉为材料克隆未知木聚糖酶基因,构建高产木聚糖酶的工程菌,并对该木聚糖酶的理化性质、酶学特性、动力学常数等参数进行研究。本实验的主要研究结果如下: 1.根据GenBank上的绿色木霉、里氏木霉和棘孢木霉木聚糖酶基因两端的保守序列信息,利用Primer5.0软件设计出黄绿木霉木聚糖酶基因克隆引物p1、p2,成功的克隆出一条未知的黄绿木霉木聚糖酶基因的编码序列,并提交到NCBI数据库中,命名为TAX1基因,登录号为KM076643,填补了国际空白。 2.利用RT-PCR方法,成功的克隆出黄绿木霉木聚糖酶基因的cDNA序列,通过cDNA序列与DNA序列的比对,确定了TAX1基因中含有一个114bp大小的内含子。 3.对黄绿木霉木聚糖酶蛋白进行了氨基酸序列的分析,以及蛋白理化性质和信号肽及保守区域的预测,该蛋白编号为:AIG72020.1,推测该蛋白的分子量为24.2044KD,理论等电点为6.82,分子式为C1086H1602N292O339S1,不稳定系数为17.81,是一种稳定的蛋白质。并对其进行了SDS-PAGE分析及活性电泳分析,得到了约24KD大小的蛋白特异条带,确定其最高酶活时间是在第五天。 4.构建了TAX1基因在毕赤酵母中的表达载体TAX1-pPIC9K载体,并将重组载体转化到了毕赤酵母GS115菌株中,进行诱导表达时利用了实时荧光定量PCR技术对表达量进行了相对定量分析,经甲醇诱导表达培养基诱导4d时相对表达量达到最高。 5.对重组木聚糖酶进行了酶学特性分析,得到该木聚糖的最适反应温度为50℃,其在40℃到60℃温度范围内具有较好的稳定性。最适pH为6.0,该木聚糖酶在pH4.0-6.0之间具有较好的稳定性,证明该木聚糖酶是一种酸性蛋白。最适底物为木聚糖,同时对秸秆也同样具有较好的分解能力。以木聚糖作为底物时,该木聚糖酶的Vmax=44.25mg/ml·min,Km=0.36mg/ml, Kcat=Vmax/E=0.204S-1, Kcat/Km=0.57ml/S·mg。 6.对重组毕赤酵母木聚糖酶酶活性进行测定,确定其最适产酶时间为5d,最适pH为6.0。此时,酶活力达到215.28IU/ml。在同一条件下与出发菌株的木聚糖酶酶活性相比,重组毕赤酵母木聚糖酶酶活性为出发菌株的3.49倍。