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低聚果糖(Fruto-oligosaccharide,FOS)可促进肠道有益菌增殖,具有调节并提高免疫力、促进矿物质吸收等独特的生理功能以及优良的物化性质和良好的食品加工特性,以蔗糖为原料,利用从各种微生物或者植物中得到的果糖基转移酶(β-fructosyltransferase,EC 2.4.1.9,FTase)反应生产FOS。米曲霉有极高的酶分泌表达能力,且产生的酶稳定性高,是国际认证的GRAS(Generally Recognized as Safe)的菌种之一。毕赤酵母(Pichia pastoris)为优良的真核表达系统,近年来已被广泛应用于工业化外源蛋白的生产。毕赤酵母为甲醇营养型的单细胞真核生物,有控制和调节蛋白分泌表达的细胞器,并可对蛋白翻译后进行修饰,如多肽的折叠、甲基化、酰基化作用、糖基化等。本论文以实验室保藏的6株不同米曲霉出发,探究多株米曲霉产果糖基转移酶的特性,以筛选出其中产β-果糖基转移酶能力最强菌株为出发菌株,采用PCR、RT-PCR和测序手段对β-果糖基转移酶基因进行了克隆鉴定;运用相关分子生物学软件及基因数据库,对果糖基转移酶基因进行分子生物信息学分析;将来源该高产果糖基转移酶菌株的基因重组到毕赤酵母真核表达系统中,构建毕赤酵母外源表达的细胞菌株,筛选高拷贝的阳性重组子,探究甲醇诱导毕赤酵母重组子表达重组酶。主要研究结果如下:(1)β-果糖基转移酶的米曲霉的高产菌株筛选及其基因的克隆鉴定6株米曲霉液相检测结果表明都具有产β-FTase能力,其中,米曲霉菌株A-F04为产β-FTase能力最强菌株,酶活达到了466.25 U/g菌丝;采用PCR和RT-PCR技术获取米曲霉A-F04的果糖基转移酶基因片段,用测序技术获取序列,在NCBI上进行BLAST序列比对,结果显示编码区长度为1630 bp,编码序列长度为1578 bp,在位置为173 bp-224 bp之间含有一个长度为52 bp的内含子,其序列与Aspergillus Oryzae N74 FTase的mRNA序列同源性为100%。(2)米曲霉A-F04的β-果糖基转移酶基因库的构建及其生物信息学分析设计了一对带有SnabⅠ和NotⅠ酶切位点的引物,成功构建了重组质粒pPIC9K-FTase基因库;采用生物信息数据库和分析软件可知,β-FTase分子量为57.4653 kDa,理论等电点为4.83,由525个氨基酸组成,带正电荷的氨基酸残基(Asp+Glu)数为54个,带负电荷的氨基酸残基(Arg+Lys)数为31个。FTase分子元素组成为C2597H3834N670O802S6,其不稳定指数为34.37,FTase为稳定蛋白;FTase是细胞膜外附着的蛋白,不存在跨膜结构域;FTase为亲水性蛋白,脂溶指数为66.65、总平均亲水性为-0.292;FTase对应的17位置处氨基酸为信号肽剪切位点,1-17位置处氨基酸序列为信号肽;对FTase进行N-糖基化预测,结果可知β-FTase有6处可能性(>0.5)的N-糖基化位点,在氨基酸位置为59和204位置处几率最大,其次是261和399位置处,107和437位置可能性稍弱;通过同源模建获得β-FTase的三维结构,有利于研究β-FTase的结构和功能,预测其催化反应的相互作用方式。(3)β-果糖基转移酶基因的毕赤酵母工程菌株的构建及甲醇诱导表达采用同源重组无缝克隆技术构建重组质粒pPIC9K-FTase-His6,SalⅠ酶对重组质粒线性化后,进行电转至毕赤酵母GS115中,筛选得到高拷贝的阳性毕赤酵母重组菌株。采用0.25%、0.5%、0.75%和1%的不同浓度甲醇诱导筛选出的高拷贝重组毕赤酵母表达β-FTase,高效液相-示差折光检测器检测发酵24、48、72、96和120 h后的发酵液酶活,重组菌成功表达出了β-FTase重组酶,0.5%浓度甲醇诱导发酵72 h的发酵液的酶活达到18.84U/mL,重组酶具有水解蔗糖和转果糖基能力。