2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、半纖維素是除了纖維素以外最為豐富的多糖,也是自然界中的第二大可再生資源,所以人們對它的主要組成成分木聚糖的降解有著廣泛的興趣。降解木聚糖的最主要的糖苷水解酶是內切-β-1,4-木聚糖酶,它可以降解木聚糖主鏈的β-1,4-糖苷鍵,產(chǎn)生低聚寡糖和木糖。木聚糖酶在工業(yè)上,如飼料、造紙、食品、能源、紡織等方面的應用都已經(jīng)非常的廣泛。為了滿足不同的工業(yè)需求,發(fā)掘和研究具有不同嗜極性質(嗜堿、嗜酸、嗜冷、嗜鹽、嗜熱等等)的木聚糖酶顯得尤為重要。

2、r>  本研究從一株來自海洋沉積物中的深海王祖農菌Zunongwangia profunda中,利用特異性引物克隆了一木聚糖酶基因xynA,并成功的將其在大腸桿菌E.coli(DE3)中進行誘導表達,經(jīng)純化后進行了酶學性質的分析。同時針對該木聚糖酶的特點,利用隨機突變技術進行了定向進化改造。所取得的研究進展如下:
  1.利用PCR技術從Zunongwangia profunda克隆得到的內切-β-1,4-木聚糖酶基因xynA全長

3、1125bp,共編碼374個氨基酸,蛋白分子量大小是43.7kDa。XynA的等電點pI是6.632,GC含量是38.81%。經(jīng)預測該木聚糖酶沒有信號肽。通過BLAST比對,XynA屬于糖苷水解酶第10家族,催化氨基酸殘基是Glu169和Glu276。在已報道的木聚糖酶中,XynA最高相似性為42.78%。將XynA在大腸桿菌E.coli(DE3)中誘導表達,經(jīng)純化后分析木聚糖酶的酶學性質。XynA的最適pH是6.5,最適溫度30℃,在

4、0℃和5℃的低溫仍分別可以保持15%和32%的活性。XynA不僅僅是一個冷活性的木聚糖酶,而且是一個耐鹽的木聚糖酶。NaCl可以大大的提高酶的活性并增強酶的熱穩(wěn)定性。XynA的最適鹽濃度是3.0mol/L NaCl,表現(xiàn)出最大激活活性191%,而且在5.0mol/L NaCl時,仍可以保持100%的活性。以1.0%山毛櫸木聚糖為底物時,在有3.0mol/L NaCl存在時,XynA的Vmax、Km、kcat、kcat/Km分別由無NaC

5、l存在時的0.05291mg/mL/min、2.98mg/mL、47.26/s、15.87mL/mg/s變成了0.03459mg/mL/min、1.15mg/mL、80.33/s、69.91mL/mg/s。在熱穩(wěn)定性方面,與沒有NaCl存在時相比,3.0mol/L的NaCl使XynA在45℃孵育1h后的活性由8%提升到了55%,大大增強了木聚糖酶的熱穩(wěn)定性。這可能是第一個報道的在如此高濃度(3.0mol/L-5.0mol/L)的NaCl

6、還可保持高活性的耐冷木聚糖酶。這一性質使得該木聚糖酶在食品以及從海藻中生產(chǎn)生物乙醇等方面具有潛在的應用價值。
  2.針對木聚糖酶XynA高耐鹽性這一特點,欲使其該特點更加的突出,利用易錯PCR技術構建了隨機突變庫,并針對性的在篩選底物中添加3.5mol/L的NaCl。從約7000個突變體中成功的篩選到一株突變體XynA-JD27,氨基酸序列比較后發(fā)現(xiàn),在其C末端比野生型的少了27個氨基酸。突變株的最適pH仍是6.5,與野生型的一

7、樣。但是最適溫度降到了25℃,并且在5℃可以保持50%的活性,而在稍高的溫度條件下的活性沒有野生型的高。最適鹽濃度提升到3.5mol/L NaCl,并且在1.0mol/L-5.0mol/L NaCl范圍內都可保持148%以上的活性,較野生型的鹽激活作用有了很大的提高。在以1%的山毛櫸為底物時,XynA-JD27的Vmax、Km、kcat和kcat/Km分別是0.08288mg/mL/min、3.86mg/mL、69.92/s和18.11

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