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植物乳杆菌p-8亚油酸异构酶点突变体的构建和活性研究

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目录

缩 略 词 表

1 引言

1.1 共轭亚油酸简介

1.1.1 共轭亚油酸概述

1.1.2 共轭亚油酸的来源

1.1.3 共轭亚油酸的合成

1.2.1 亚油酸异构酶概述

1.2.2 亚油酸异构酶的来源

1.2.3 亚油酸异构酶的酶学性质

1.2.4 亚油酸异构酶的催化机理

1.2.5 亚油酸异构酶的克隆与表达

1.3 研究的目的、意义和研究内容

2 材料与方法

2.1 材料与设备

2.1.1 菌株与质粒

2.1.2 主要仪器微量高速离心机

2.1.3 主要酶和试剂DpnⅠ限制性内切酶

2.1.4 主要溶液配制

2.2 实验技术路线

2.3 试验方法

2.3.1 定点突变技术的简介

2.3.2 突变体的构建

2.3.3 突变质粒的转化及鉴定

2.3.4 目的蛋白的诱导表达

2.3.5 目的蛋白的SDS-PAGE检测

2.3.6 Western Blot

3 结果与分析

3.1 重组质粒PQE30-LAI质粒的提取鉴定结果

3.2 突变位点的确定

3.3 突变体的构建

3.4 菌落PCR的阳性鉴定

3.5 序列比对

3.6 基因突变前后LAI在大肠杆菌中的表达和酶活测定

3.6.1 共轭亚油酸含量标准曲线

3.6.2 突变体粗酶液酶活力的测定

3.6.3 蛋白质含量标准曲线的绘制

3.6.4 突变体粗酶液蛋白含量的测定

3.7 突变体诱导表达LAI的SDS-PAGE电泳检测

3.8 突变体诱导表达LAI的Western Blot检测

4 讨论

5 结论

致谢

参考文献

作 者 简 介

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摘要

共轭亚油酸(Conjugated Linoleic Acid,CLA)是一种有多种有益功能的天然不饱和脂肪酸,现已被广泛用于药品、食品、饲料工业和保健品等领域。
  亚油酸异构酶(Linoleic Acid Isomerase,LAI)可将亚油酸生物转化为共轭亚油酸,通过LAI催化获得单一和高活性的CLA异构体受到了人们的广泛关注。而LAI在细胞中的生物学功能、结构域、催化反应机理等尚未得到完整的解释,因此对LAI的结构与功能关系的研究便显得尤为重要。只有在了解LAI的结构之后,才能有效地改造LAI并且高效地将其应用于CLA的工业生产。
  本研究以构建表达植物乳杆菌P-8 LAI的基因工程菌JM109-LAI-pQE30为研究材料,利用vecterNTI、http://smart.embl-heidelberg.de/和http://swissmodel.expasy.org/等在线工具和软件对LAI进行生物信息学分析,预测与酶活性相关的位点,对其进行PCR介导的定点突变,比较LAI在突变前后活性变化,从而确定该位点是否为必需基团,为进一步研究LAI的结构和功能奠定基础。结论如下:
  (1)通过软件工具对LAI序列进行三级结构的预测,初步确定了5个可能与LAI活性紧密相关的位点,分别为第68位甘氨酸、第107位精氨酸、第125位赖氨酸、第172位组氨酸和第222位酪氨酸。
  (2)成功构建了突变体G68A-LAI(甘氨酸突变为丙氨酸)、R107L-LAI(精氨酸突变为亮氨酸)和H172P-LAI(组氨酸突变为脯氨酸)。
  (3)与野生型LAI相比,突变体G68A-LAI几乎丧失酶活力,突变体R107L-LAI的酶活力上升,而突变体H172P-LAI的酶活力下降。初步确定第68位、第107位和172位均为LAI的必需氨基酸。

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