论文部分内容阅读
匍枝根霉TP-02是一株具有高效降解木质纤维素能力的子囊菌科接合菌亚门匍枝根霉亚种点头根霉,本文即围绕其木质纤维素降解酶的基因展开研究,构建了其cDNA文库,对克隆得到的基因进行生物信息学分析,并在大肠杆菌中得到表达。主要研究内容包括:(1)本研究成功构建了匍枝根霉cDNA文库,经鉴定,原始文库库容达到1.95×106cfu,文库滴度为7.84×106cfu/mL,符合高质量文库的标准。该文库中cDNA片段大小分布在500-4000bp,文库重组率为96%,所以该文库的代表性高,完整性良好。(2)通过利用底物特异性,使用筛选培养基在不同平板上筛选获得木质纤维素降解过程中的关键酶基因,其中包括5个纤维素酶(EGIV,EGV,CBHI,CBHI,BGⅢ)和一个半纤维素酶(XynI).其中,CBHI和CBHI在根霉属中首次被发现。将各个基因送往生工测序,并进行阅读框分析,上传序列至GenBank,获取基因登录号。再使用生物信息学方法分析,利用SignalP4.1进行信号肽分析,采用TMHMM2.0月服务器预测跨膜区,CDD数据库的分析其家族归属及特征序列。(3)对纤维素酶各个重组菌分别进行诱导表达,测得EGIV和EGV分别在20h和22h达到最大酶活0.73IU/mL和0.82IU/mL, CBHI重组菌在18h达到最大酶活0.46IU/mL, CBHII重组菌在16h达到最大酶活0.41IU/mL, BGIII重组菌在20h达到最大酶活1.54IU/mL。对重组菌CBHI和重组菌CBHII经IPTG诱导后,分别对发酵产物做了初步的酶学性质研究。研究显示CBHI和CBHII的酶活最适温度分别为50℃和55℃,最适pH值都为5.0,CBHI对温度具有较好的耐受性。对纤维素酶重组菌诱导表达后蛋白质电泳验证,经检验蛋白质的大小分别为EGIV和EGV分别35kDa,25kDa, CBHI和CBHII蛋白大小分别为45kDa,56kDa, BGIII蛋白大小约为50kDa, XynI蛋白大小约为26kDa。(4)在对半纤维素酶(XynI)重组菌进行基础发酵实验的基础上,考察IPTG诱导浓度,IPTG诱导时间,及培养温度对重组菌发酵产酶的影响,确定了最佳培养条件为:添加IPTG诱导浓度为0.3mmol/L,28℃接种8h后诱导表达。再通过正交试验确定的培养基的组成为:甘油10g/L,酵母粉7.5g/L,蛋白胨7.5g/L, Mg2+离子浓度为8mmol/L时重组菌产木聚糖酶活达到21.32U/mL,是基础培养基的1.68倍,为后续蛋白的纯化及酶学性质的研究提供了基础。