解淀粉芽孢杆菌漆酶基因的异源表达及酶学性质研究

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本文以凉水国家级自然保护区土壤中已分离得到的一株产漆酶的解淀粉芽孢杆菌LS01为研究对象,通过构建载体实现其漆酶基因在毕赤酵母中的异源表达,进而纯化漆酶蛋白并进行酶学性质及染料脱色的研究。首先利用试剂盒提取LS01的基因组DNA,根据保守序列设计引物,摸索退火温度等条件,扩增LS01漆酶基因片段。然后进行胶回收与纯化,将纯化的目的基因与T载体连接,转入大肠杆菌JM109感受态细胞中,进行蓝白斑筛选及质粒的提取与验证。验证无误后,将克隆载体和pPICZαA载体进行双酶切,经酶切后的漆酶基因片段和表达载体在T4DNA连接酶的作用下连接,导入大肠杆菌Top10感受态细胞中,后经PCR验证。与此同时,制备毕赤酵母感受态细胞,将重组质粒进行酶切线性化,电转入Pichiapastoris中,成功构建重组酵母菌株。利用酵母培养基BMM培养重组酵母,制作其生长曲线,发现生物量和蛋白含量一直在增加,pH开始保持不变,酶活在第11d达到峰值后下降,pH也随着降低。重组酵母产粗酶液经透析、DEAE离子交换层析和G75凝胶过滤层析后经SDS-PAGE电泳得到大小约65kD的纯酶,其酶活为990.45U/L。该纯化的重组漆酶以ABTS和SGZ为底物时的最适pH分别为4.6和6.6,且在中性和碱性条件下具有良好的pH稳定性。其最适反应温度为80℃,但实验表明温度越高稳定性越差。金属离子Na+、Mg2+和Fe3+对酶活有促进作用,其他金属离子均有不同程度的抑制作用。L-Cys和DTT对酶活的抑制活性最高,有机溶剂及NaCl对重组漆酶活性的抑制作用,也表现为随浓度的增加而增大的。在介体乙酰丁香酮的参与下,重组漆酶分别在酸性和碱性条件下对三种工业染料RB亮蓝、靛红和活性黑进行脱色实验,结果显示其在碱性条件下表现出较好的脱色效果,6h后的脱色率分别达到70.45%,78.98%和85.46%,说明其在未来染料降解方面会有良好的前景。
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