灵芝多糖糖供体合成途径中关键酶的异源表达及其酶学性质

灵芝多糖糖供体合成途径中关键酶的异源表达及其酶学性质

论文摘要

【背景】灵芝多糖(Ganoderma lucidum polysaccharide,GLP)是一种具有多种生物活性的大分子物质,已有研究者通过发酵调控优化或菌种改良使灵芝多糖产量得到一定的提高。但由于灵芝多糖糖供体合成途径并未完全明晰,其中关键酶特性解析也不完善,使得灵芝多糖产量的大幅度提高仍存在瓶颈。【目的】通过异源表达大量制备灵芝中含量较少的磷酸葡萄糖变位酶(Phosphoglucomutase,PGM)、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-glucosepyrophosphorylase,UGPG)和磷酸甘露糖异构酶(Phosphomannose isomerase,PMI),并分别探究和比较其酶学性质,深入了解灵芝多糖的糖供体合成途径中关键酶的特性信息,为灵芝多糖合成发酵策略的高效制定提供依据。【方法】以灵芝菌株CGMCC5.26的c DNA为模板,克隆得到关键酶基因gl-pgm、gl-ugpg和gl-pmi,分别在E. coli BL21(DE3)中诱导表达,产物通过Co-NTA树脂纯化后进行酶学性质研究。【结果】纯化酶GLpgm、GLugpg和GLpmi均在E. coli中实现大量表达。GLpgm的最适反应pH为8.5,GLugpg和GLpmi的最适pH同为7.5;GLpgm、GLugpg和GLpmi最适反应温度依次为35、40和30°C;1mmol/L的Ag+和Cu2+对3种酶均具有强烈抑制作用,Mn2+、Mg2+对GLpgm和GLpmi均有激活作用,其中Mn2+对GLpgm的激活作用高达2.7倍。GLpgm、GLugpg和GLpmi的kcat/Km值分别为196.08、818.60和1 105.22 mmol/(L·s)。【结论】在最适反应pH、温度及金属离子作用方面,GLpgm、GLugpg和GLpmi与植物及真菌来源的这3种酶较为相似,对底物的催化效率相对其他来源的酶高,为基于灵芝多糖合成途径的调控提供了更完善的信息。

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 材料
  •     1.1.1 菌种、质粒和引物
  •     1.1.2 培养基、主要试剂和仪器
  •   1.2 方法
  •     1.2.1 Red两步同源重组法敲除基因
  •     1.2.2 基因克隆与序列分析
  •     1.2.3 重组载体构建
  •     1.2.4 酶的诱导表达与分离纯化
  •     1.2.5 酶活力检测、蛋白测定和电泳分析
  •     1.2.6 纯化酶的酶性质研究
  • 2 结果与分析
  •   2.1 靶标基因缺失菌株的构建
  •   2.2 基因克隆与分析
  •   2.3 重组质粒的构建
  •   2.4 酶的异源表达
  •   2.5 酶的纯化
  •   2.6 酶学性质分析
  •     2.6.1 最适反应p H和p H稳定性
  •     2.6.2 最适反应温度和热稳定性
  •     2.6.3 金属离子对酶活力的影响
  •     2.6.4 酶促反应动力学参数测定
  • 3 讨论与结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 李阳,赵丽婷,顾正华,李由然,石贵阳,丁重阳

    关键词: 磷酸葡萄糖变位酶,葡萄糖焦磷酸化酶,磷酸甘露糖异构酶,异源表达,酶学性质

    来源: 微生物学通报 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 糖化学与生物技术教育部重点实验室江南大学生物工程学院,江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室

    基金: 国家自然科学基金(31271918)~~

    分类号: Q943.2

    DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190087

    页码: 3233-3247

    总页数: 15

    文件大小: 1762K

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