首页> 正文

枯草芽孢杆菌体系高效表达锰过氧化氢酶的研究

2020-12-08阅读(416)

枯草芽孢杆菌体系高效表达锰过氧化氢酶的研究

论文摘要

过氧化氢酶能够处理工业废水中残余的过氧化氢,所以它是在工业生产中一种重要的酶,但传统过氧化氢酶耐热性和耐酸碱性较差,这极大地限制了其在工业生产中的应用潜力。在之前的研究中,我们筛选并表达出一种新型的锰过氧化氢酶GeoMnCAT（GMC）,具有较好的耐热性和耐酸碱性,能在75℃和pH 9.0的反应条件下达到最大酶活力,但其表达量较低且需要IPTG进行诱导表达。因此寻求更适合GMC表达的宿主菌株和基因表达组件以提高酶的表达是急需解决的问题。在本项研究中,锰过氧化氢酶GMC基因被构建于穿梭质粒pBS-S内,并以枯草芽孢杆菌RIK1285作为宿主菌株对锰过氧化氢酶GMC进行表达。同时,从信号肽文库中筛选出48种适于锰过氧化氢酶GMC表达的枯草芽孢杆菌同源信号肽（45种Sec信号肽,3种Tat信号肽）。随后选择3种不同类型的启动子(组成型启动子P43、诱导型启动子Pglv、时期特异型启动子PaprE)插入到重组穿梭质粒中并从中筛选出最适于锰过氧化氢酶GMC表达的启动子。结果显示,Sec分泌途径的信号肽能更高效地促进外源蛋白的表达,其中信号肽yoqH能最大程度提高GMC表达量至46.08 U/mL。同时,我们通过SingalP软件计算得到不同信号肽的物理化学性质的参数,并将其与相应蛋白分泌水平的进行了相关性分析,发现代表分泌蛋白的N-末端氨基酸序列与信号肽之间的组合效率的D-score值与表达量呈负相关。在优化启动子后,组成型启动子P43能够最大程度上提高锰过氧化氢酶GMC的表达量至143.77 U/ml。同时,诱导型启动子Pglv和时期特异型启动子PaprE也能够较大程度上提高锰过氧化氢酶GMC的表达分别至115.33 U/mL和107.6 U/mL。相较于在大肠杆菌表达系统中产出的锰过氧化氢酶,经信号肽和启动子优化的在枯草芽孢杆菌中表达的锰过氧化氢酶最高被提升至其4.74倍。这项研究将锰过氧化氢酶GMC在枯草芽孢杆菌进行表达并通过分子水平优化,将锰过氧化氢酶的酶活提高至之前由大肠杆菌表达系统的4.74倍。这项工作为锰过氧化氢酶在工业的应用提供了可能性。

论文目录

  • 中文摘要
  • abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 过氧化氢酶
  •   1.2 锰过氧化氢酶及其应用
  •   1.3 枯草芽孢杆菌概述
  •   1.4 枯草芽孢杆菌的应用
  •     1.4.1 枯草芽孢杆菌在工业酶生产中的应用
  •     1.4.2 枯草芽孢杆菌在医药方面的应用
  •     1.4.3 枯草芽孢杆菌在现代科学研究领域的应用
  •   1.5 枯草芽孢杆菌分泌系统的概述
  •     1.5.1 信号肽
  •     1.5.2 Sec-SRP分泌途径
  •     1.5.3 Tat分泌途径
  •     1.5.4 ABC转运途径
  •   1.6 枯草表达系统的启动子
  •     1.6.1 组成型启动子
  •     1.6.2 诱导型启动子
  •     1.6.3 时期特异型启动子
  •   1.7 立题依据和研究内容
  • 第二章 锰过氧化氢酶在枯草芽孢杆菌中的表达
  •   2.1 实验试剂、仪器和材料
  •     2.1.1 实验试剂
  •     2.1.2 实验材料
  •     2.1.3 实验仪器
  •     2.1.4 质粒及菌种
  •     2.1.5 实验试剂的配制
  •   2.2 枯草芽孢杆菌重组菌株的构建
  •     2.2.1 锰过氧化氢酶基因的获取
  •     2.2.2 重组穿梭质粒pBE-S-GMC的构建
  •     2.2.3 枯草芽孢杆菌感受态制备
  •     2.2.4 枯草芽孢杆菌转化实验
  •     2.2.5 重组穿梭质粒的验证
  •   2.3 锰过氧化氢酶在枯草芽孢杆菌中的表达
  •   2.4 重组枯草芽孢杆菌表达蛋白的纯化
  •   2.5 重组蛋白表达水平与酶活鉴定
  •   2.6 结果与分析
  •     2.6.1 锰过氧化氢酶基因的获取
  •     2.6.2 重组穿梭质粒pBE-S-GMC的构建
  •     2.6.3 重组锰过氧化氢酶表达水平以及酶活鉴定
  •   2.7 本章小结
  • 第三章 锰过氧化氢酶表达分子水平的优化
  •   3.1 筛选最佳信号肽
  •     3.1.1 插入信号肽文库
  •     3.1.2 筛选不同信号肽
  •   3.2 统计学分析信号肽物理化学性质与表达水平的相关性
  •   3.3 筛选最佳启动子
  •   3.4 结果与分析
  •     3.4.1 筛选最佳信号肽
  •     3.4.2 统计学分析信号肽物理化学性质与表达水平的相关性
  •     3.4.3 筛选最佳启动子
  •   3.5 锰过氧化氢酶酶学性质的鉴定
  •   3.6 本章小结
  • 第四章 讨论
  • 参考文献
  • 作者简介及在攻读学位期间发表的学术论文
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 曹新宇

    导师: 李正强

    关键词: 锰过氧化氢酶,枯草芽孢杆菌表达体系,信号肽,启动子

    来源: 吉林大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学,生物学

    单位: 吉林大学

    分类号: Q78;Q936

    总页数: 62

    文件大小: 6177K

    下载量: 141

    相关论文文献

    • [1].辐照培养基适用性改善及Bacillus firmus GL3产过氧化氢酶对其适用性的影响[J]. 食品与发酵工业 2020(04)
    • [2].探究酶高效性实验的改进与拓展[J]. 中学生物教学 2017(02)
    • [3].“过氧化氢酶催化反应速率测定方法”实验的改进[J]. 实验教学与仪器 2017(06)
    • [4].对“比较过氧化氢酶在不同条件下的分解”的探索与改进[J]. 高考 2017(24)
    • [5].过氧化氢酶在养猪生产中的应用[J]. 畜禽业 2019(05)
    • [6].重组人源过氧化氢酶表达优化和纯化研究[J]. 工业微生物 2011(03)
    • [7].动力学光度法测定小麦过氧化氢酶活动度[J]. 种子 2013(09)
    • [8].微生物过氧化氢酶的发酵生产及其在纺织工业的应用[J]. 生物工程学报 2010(11)
    • [9].家蚕过氧化氢酶研究进展[J]. 湖北农业科学 2019(18)
    • [10].一种制备过氧化氢酶溶液的简易方法[J]. 中学生物学 2009(07)
    • [11].小麦过氧化氢酶活动度的研究[J]. 粮油食品科技 2010(02)
    • [12].产过氧化氢酶淀粉液化芽孢杆菌的筛选鉴定及酶学性质研究[J]. 食品科技 2019(09)
    • [13].例谈2018年南通一模生物学第26题[J]. 生物学教学 2018(10)
    • [14].过氧化氢酶在植物抗逆中的研究进展[J]. 大麦与谷类科学 2019(01)
    • [15].大肠杆菌中人过氧化氢酶基因的克隆与表达[J]. 亚太传统医药 2009(03)
    • [16].量子点标记荧光免疫法检测过氧化氢酶[J]. 食品工业 2020(07)
    • [17].猪肝过氧化氢酶的提取及其对脂肪的抗氧化特性[J]. 轻工科技 2018(04)
    • [18].“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验创新[J]. 教育与装备研究 2016(04)
    • [19].过氧化氢酶基因定向进化文库的构建及其评价[J]. 中国生物工程杂志 2011(09)
    • [20].氮化碳/过氧化氢酶光解水研究[J]. 中国资源综合利用 2019(05)
    • [21].一株新的重组人源过氧化氢酶基因工程菌的构建和遗传稳定性研究[J]. 工业微生物 2011(03)
    • [22].根瘤菌过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性的磁致效应研究[J]. 土壤通报 2014(05)
    • [23].Thermus thermophilus HB27锰过氧化氢酶在大肠杆菌中的表达及酶学性质分析[J]. 中国生物工程杂志 2014(02)
    • [24].冬枣过氧化氢酶基因的克隆及表达分析[J]. 西北植物学报 2012(06)
    • [25].一种嗜热嗜碱过氧化氢酶的分离纯化和固定化[J]. 化工学报 2011(10)
    • [26].过氧化氢酶与肿瘤[J]. 北京口腔医学 2014(06)
    • [27].海洋低温过氧化氢酶菌株的筛选及酶学性的研究[J]. 中国调味品 2013(03)
    • [28].真蛸谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶基因克隆、序列特性分析[J]. 厦门大学学报(自然科学版) 2014(04)
    • [29].细菌过氧化氢酶基因的克隆方法研究[J]. 安徽农业科学 2012(26)
    • [30].过氧化氢酶家族部分成员在马尔尼菲青霉的相关研究[J]. 中国人兽共患病学报 2008(09)

    标签：;  ;  ;  ;  

    枯草芽孢杆菌体系高效表达锰过氧化氢酶的研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕论降 版权所有 鄂ICP备12018319号-6