黄孢原毛平革菌漆酶基因lac1680的克隆、表达及产酶研究

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017-0946

生物技术通报 ›› 2018, Vol. 34 ›› Issue (4): 214-220.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017-0946

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黄孢原毛平革菌漆酶基因lac1680的克隆、表达及产酶研究

陈建军¹, 刘梁涛¹, 曹香林²

1. 河南师范大学生命科学学院,新乡 453007;
2. 河南师范大学水产学院,新乡 453007

收稿日期:2017-11-09 出版日期:2018-04-20 发布日期:2018-05-04
作者简介:陈建军,男,副教授,研究方向：应用微生物;E-mail：cjjjianjun@163.com
基金资助:
国家自然科学基金项目（5201049120029）,河南省重点科技攻关计划项目（122102210168,152102210081）

Cloning,Expression and Enzyme Production of Laccase Gene lac1680 in Phanerochaete chrysosporium

CHEN Jian-jun¹, LIU Liang-tao¹, CAO Xiang-lin²

1. College of Life Sciences,Henan Normal University,Xinxiang 453007;
2. College of Aquaculture,Henan Normal University,Xinxiang 453007

Received:2017-11-09 Published:2018-04-20 Online:2018-05-04

摘要/Abstract

摘要： 以先前筛选到的高产漆酶黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）为模板,利用同源克隆技术合成一个全长为1 680 bp的漆酶基因,核苷酸及氨基酸序列比对显示该基因与真菌漆酶基因有较高的同源性,将其命名为lac1680,将该基因连接到构建好的pET24a载体上,并转入表达菌株BL21 Escherichia coli（DE3）中,经对重组菌预表达的全菌裂解物进行SDS-PAGE检测,获得75 kD目的条带,表明诱导表达成功。随后利用NI-NTA层析柱对洗脱下来的lac1680蛋白进行纯化,纯化回收后,漆酶纯度可达98%以上。通过对比基因工程菌和黄孢原毛平革菌野生菌株不同培养时间产酶活力,结果表明构建好的工程菌活力比原菌酶活力有明显的提高,提高了近39%。

关键词: 黄孢原毛平革菌, 漆酶基因, 异源表达, 蛋白纯化, 酶活力

Abstract: In this study,previously screened highly laccase-yielding Phanerochaete chrysosporium as template,homologous cloning technology was employed to synthesize a full-length 1680 bp laccase gene. Alignment of nucleotide and amino acid sequences showed that the gene had high homology with fungal laccase gene,named as lac1680. Then the gene was connected to the pET24a vector,and transferred to the expression strain Escherichia coli BL21（DE3）. The whole cell lysates by the pre-expression of the recombinant strain was detected by SDS-PAGE,and 75 kD band was obtained,thus indicating that the gene expressed successfully. NI-NTA column was then used to purify the eluted lac1680 protein,and the purity was over 98%. Comparing the enzyme-producing activities between the gene engineering strain and wild P. chrysosporium strain in different culture time showed that the activity of engineering strain obviously improved by nearly 39% than the wild one.

Key words: Phanerochaete chrysosporium, laccase gene, heterogeneous expression, protein purification, enzyme activity

陈建军, 刘梁涛, 曹香林. 黄孢原毛平革菌漆酶基因lac1680的克隆、表达及产酶研究[J]. 生物技术通报, 2018, 34(4): 214-220.

CHEN Jian-jun, LIU Liang-tao, CAO Xiang-lin. Cloning,Expression and Enzyme Production of Laccase Gene lac1680 in Phanerochaete chrysosporium[J]. Biotechnology Bulletin, 2018, 34(4): 214-220.

参考文献

[1] Heikinheimo L, Suominen P, Suominen P, et al.Treating denim fabrics with Trichoderma reesei cellulases[J]. Textile Research Journal, 2000, 70(11), 969-973.
[2] 谢长校, 孙建中, 李成林, 等. 细菌降解木质素研究进展[J]. 微生物学通报, 2015, 42(6):1122-1132.
[3] 李彬, 陈向楠, 张建法, 等. 产胞外多糖菌株的筛选及胞外多糖结构分析[J]. 生物技术通报, 2016, 32(5):165-171.
[4] 曹文娟, 袁海生. 桦褶孔菌漆酶固定化及其对染料的降解[J]. 菌物学报, 2016, 35(3):343-354.
[5] 甄静, 李冠杰, 李伟, 等. 毛栓孔菌XYG422菌株产漆酶发酵条件优化及对玉米秸秆生物降解的研究[J]. 菌物学报, 2017, 36(6):718-729.
[6] 魏炳栋, 邱玉朗, 陈群, 等. 发酵玉米秸秆对育肥羊生长性能、营养物质消化率及甲烷排放的影响[J]. 中国畜牧兽医, 2016, 43(12):3200-3205.
[7] Dittmer JK, Patel NJ, Dhawale SW, et al.Production of multiple laccase isoforms by Phanerochaete chrysosporium grown under nutrient sufficiency[J]. FEMS Microbiol Lett, 1997, 149(1):65-70.
[8] 张泽雄, 刘红艳, 邢贺, 等. 漆酶可降解底物种类的研究进展[J]. 生物技术通报, 2017, 33(10):97-102.
[9] 刘家扬, 蔡宇杰, 廖祥儒, 等. 漆酶高产菌的筛选及产酶优化[J]. 食品与机械, 2010, 74(26):15-16.
[10] 司静, 崔宝凯, 贺帅, 等. 微酸多年卧孔菌产漆酶条件优化及其在染料脱色中的应用[J]. 应用与环境生物学报, 2011, 17(5):736-741.
[11] 司静, 李伟, 崔宝凯, 等. 真菌漆酶性质、分子生物学及其应用研究进展[J]. 生物技术通报, 2011(2):48-55.
[12] 曹文娟, 袁海生. 桦褶孔菌漆酶固定化及其对染料的降解[J]. 菌物学报, 2016, 35(3):343-354.
[13] Giardina P, Faraco V, Pezzella C, et al.Laccases:a never-ending story[J]. Cellular and Molecular Life Sciences, 2010, 67(3):369-385.
[14] Rodgers CJ, Blanford CF, Giddens SR, et al.Designer laccases:a vogue for high-potential fungal enzymes[J]. Trends in Biotechnology, 2010, 28(2):63-72.
[15] Maestre-Reyna M, Liu WC, Jeng WY, et al.Structural and functional roles of glycosylation in fungal laccase from Lentinus sp[J]. PLoS One, 2015, 10(4):e0120601.
[16] 梁倩倩, 魏生龙, 席亚丽, 焦扬. 响应面法优化荷叶离褶伞菌丝体产漆酶条件[J]. 菌物学报, 2016, 35(3):335-342.
[17] 刘冬忍, 田芳, 王小飞, 等. 启动子替代构建糙皮侧耳漆酶高产菌株[J]. 菌物学报, 2016, 35(5):597-604.
[18] 余小霞, 刘晓青, 田健, 等. 来源于枯草芽孢杆菌的漆酶cotA基因克隆与表达及其酶学性质的研究[J]. 中国农业科技学报, 2015, 17(1):102-108.
[19] Pardo I, Vicente AI, Mate DM, et al.Development of chimeric laccases by directed evolution[J]. Biotechnol Bioeng, 2012, 109(12):2978-2986.
[20] Shekher R, Sehgal S, Kamthania M, et al.Laccase:microbial sources, production, purification, and potential biotechnological applications[J]. Enzyme Research, 2011. DOI:10. 4061/2011/217861.
[21] 甄静, 李冠杰, 李伟, 等. 毛栓孔菌XYG422菌株产漆酶发酵条件优化及对玉米秸秆生物降解的研究[J]. 菌物学报, 2017, 36(6):718-729.
[22] 郑飞, 孟歌, 安琪, 等. 白腐真菌东方栓孔菌在两种液体培养基中产漆酶过程的生理学研究[J]. 菌物学报, 2017, 36(5):582-597.
[23] 邓寒梅, 邵可, 梁家豪, 等. 漆酶的来源及固定化漆酶载体研究进展[J]. 生物技术通报, 2017, 33(6):10-15.
[24] 张雪玲, 陈小利, 李荷. 漆酶Lac1338的酶学特性测定及定向突变对其酶解染料影响[J]. 生物技术通报, 2016, 32(7):170-177.
[25] 高健, 关可兴, 焦晶, 等. 细菌漆酶的结构、催化性能及其应用[J]. 分子催化, 2014, 28(2):188-196.
[26] 秦澎, 辜运富, 曾先富, 向泉桔. 香菇漆酶高产菌株筛选及漆酶基因的表达研究[J]. 菌物学报, 2017, 36(9):1243-1250.
[27] 司静, 崔宝凯, 戴玉成. 栓孔菌属漆酶高产菌株的初步筛选及其产酶条件的优化[J]. 微生物学通报, 2011, 38(3):405-416.
[28] 闵华, 周晓舟, 林贤普, 等. 高效利用木质素、半纤维素的草菇菌株初筛试验[J]. 安徽农业科学, 2008, 36(23):9947-9948.

黄孢原毛平革菌漆酶基因lac1680的克隆、表达及产酶研究

Cloning,Expression and Enzyme Production of Laccase Gene lac1680 in Phanerochaete chrysosporium

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[1]	王帅, 冯宇梅, 白苗, 杜维俊, 岳爱琴. 大豆GmHMGR基因响应外源激素及非生物胁迫功能研究[J]. 生物技术通报, 2023, 39(7): 131-142.
[2]	马玉倩, 孙东辉, 岳浩峰, 辛佳瑜, 刘宁, 曹志艳. 具有辅助降解纤维素功能的大斑刚毛座腔菌糖苷水解酶GH61的鉴定、异源表达及功能分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(4): 124-135.
[3]	陈楠楠, 王春来, 蒋振忠, 焦鹏, 关淑艳, 马义勇. 玉米ZmDHN15基因在烟草中的遗传转化及抗冷性分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(4): 259-267.
[4]	覃雪晶, 王雨涵, 曹一博, 张凌云. 青杄PwHAP5基因原核表达及多克隆抗体制备[J]. 生物技术通报, 2022, 38(8): 142-149.
[5]	牛馨, 张莹, 王茂军, 刘文龙, 路福平, 李玉. 解淀粉芽胞杆菌不同整合位点对外源碱性蛋白酶表达的影响[J]. 生物技术通报, 2022, 38(4): 253-260.
[6]	王玥, 高庆华, 董聪, 罗同阳, 王庆庆. 密码子优化的吡喃糖氧化酶基因在毕赤酵母中的表达[J]. 生物技术通报, 2022, 38(4): 269-277.
[7]	王博雅, 姜勇, 黄艳, 曹颖, 胡尚连. 慈竹纤维素合酶BeCesA4的克隆及功能分析[J]. 生物技术通报, 2022, 38(11): 185-193.
[8]	王小桃, 邹杭, 吴怡, 向省维, 吕华, 刘超兰, 林家富, 王欣荣, 褚以文, 宋涛. Paraglaciecola hydrolytica中新型β-琼胶酶Aga2的异源表达及酶学性质分析[J]. 生物技术通报, 2022, 38(11): 258-268.
[9]	张彤彤, 郑登俞, 吴忠义, 张中保, 于荣. 玉米NF-Y转录因子基因ZmNF-YB13响应干旱和盐胁迫的功能分析[J]. 生物技术通报, 2022, 38(10): 115-123.
[10]	廖兆民, 蔡俊, 林建国, 杜馨, 王常高. 黑曲霉葡萄糖氧化酶基因在毕赤酵母中的表达及产酶条件的优化[J]. 生物技术通报, 2021, 37(6): 97-107.
[11]	袁媛, 王蕾, 石亚伟. 微生物来源碱性蛋白酶活性提高策略的研究进展[J]. 生物技术通报, 2021, 37(5): 231-236.
[12]	陶治东, 何艳慧, 邓子禾, 孙琳琳, 武占省. 香菇菌渣高效纤维素降解菌的筛选及产酶优化[J]. 生物技术通报, 2021, 37(11): 158-165.
[13]	刘珊, 叶伟, 朱牧孜, 李赛妮, 邓张双, 章卫民. 一种新型酰基转移酶GPAT的克隆、表达与酶学性质研究[J]. 生物技术通报, 2021, 37(11): 257-266.
[14]	唐禄, 董丽平, 尹茉莉, 刘磊, 董媛, 王会岩. 成纤维细胞生长因子20单克隆抗体的制备及鉴定[J]. 生物技术通报, 2021, 37(10): 179-185.
[15]	赵海燕, 宋晨斌, 刘正亚, 马兴荣, 尚会会, 李安华, 关现军, 王建设. 来源于Laceyella sp.的α-淀粉酶基因克隆、重组表达及酶学性质研究[J]. 生物技术通报, 2020, 36(8): 23-33.