重组L-门冬酰胺酶Ⅱ制备和酶活力测定: (1) 培养基:
种子培养基(LB 液体培养基);
发酵培养基(玉米浆培养基):玉米浆50g/L,牛肉浸膏35g/L,味精10g/L, pH7.0,高压灭菌。接种前在无菌条件下加入抗生素氨苄青霉素。 (2) 氨苄青霉素(Amp);
(3) 破壁液:45%蔗糖,10 mmol/L EDTA,200mg/L溶菌酶,pH 7.5;
(4) 奈氏试剂:称碘化钾5g加入5ml蒸馏水中,边搅拌边滴加25%氯化汞饱和液至稍有红色沉淀出现。再加40ml 50%氢氧化钠溶液,最后用蒸馏水稀释至100ml,混匀入棕色试剂瓶中置暗处保存;
(5) 1 mol/L氯化锰(MnCl2); (6) 5 mol/L 磷酸缓冲液(pH6.4);
(7) pH8.4硼酸缓冲液:0.858g硼砂(MW=381.37), 0.680g硼酸(MW=61.83),用蒸馏水稀释至100 ml; (8) 溶菌酶; (9) 蔗糖; (10) 氯化钠;
(11) 三(羟甲基)胺基甲烷(Tris); (12) 乙醇; (13) 氢氧化钠; (14) 硫酸铵;
(15) 谷氨酸钠(或含99%谷氨酸钠的味精); (16) 四甲基乙二胺(EDTA); (17) 盐酸;
(18) 玉米浆;
(19) 低分子量标准蛋白(14. 4 ~94 K Da); 12%SDS-PAGE电泳分析: 同实验九。
【实验方法】
1.工程菌发酵培养
(1)从平板上挑取菌种接种于新鲜的含氨苄青霉素(终浓度为100 μg/ml )的LB液体培养基中,37℃,摇床转速220 r/min,培养至OD600为0.48~0.6h。
(2)摇瓶培养:再按2%接种量转接于发酵培养基(三角瓶20%装液量)中,37℃,250r/min,20h,12 000r/min离心收集细胞。
(3) 批式发酵培养:20L的发酵罐装入14L发酵培养基, 初始pH值为7.0,121℃下灭菌20 min,待温度降至37℃时加氨苄青霉素至最终浓度为100μg/ml ,接入种子液700ml,37℃培养12~14h, 罐压力0.05Mpa。 2.重组L-门冬酰胺酶Ⅱ分离纯化制备
(1)蔗糖溶液渗透振扰法和酶解法联用提取酶
将发酵收获的菌体细胞悬浮于5倍体积的破壁液中,在30℃温和振荡70 min后搅拌下倾入大量水中,4 ℃,边搅拌边加入1 mol/L MnCl2 (7.5%,V/V) ,沉淀核酸和菌体碎片, 8 000r/min,离心30min,收集上清液即得酶提取液。采用Lowry法和Peterson修订法分
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别检测目的蛋白重组L-门冬酰胺酶Ⅱ含量和酶活性及进行12%SDS-PAGE电泳分析。计算收率。
(2)硫酸铵分级沉淀
在酶提取液中加入硫酸铵至55%饱和度,调pH到7.0,冰水浴磁力搅拌60 min,4 ℃静置过夜,12 000r/min离心10min除去沉淀。再在上清液中加入硫酸铵至90%饱和度,调pH至等电点附近(约pH5.0), 搅拌60 min,4 ℃静置过夜,12 000r/min离心10min,收集沉淀。采用Lowry法和Peterson修订法分别检测目的蛋白重组L-门冬酰胺酶Ⅱ含量和酶活性及进行12%SDS-PAGE电泳分析。计算收率。
(3)透析脱盐
上述沉淀物用5 mol/L 磷酸缓冲液(pH6.4)溶解,透析脱盐。 (4) DEAE-52阴离子交换柱层析
DEAE-纤维素柱经5 mmol/L磷酸缓冲液 (pH6.4)平衡后,上样品脱盐酶液,用相同缓冲液洗涤至基线平稳,改用50 mmol/L磷酸缓冲液(pH6.4)洗脱,分部收集器收集,1.5ml/min,每管收集6ml,测定每管的A280值和酶活性。绘制洗脱曲线。收集显示酶活性组分,冷冻干燥后即得高纯度的L-门冬酰胺酶冻干粉。采用Lowry法和Peterson修订法分别检测目的蛋白重组L-门冬酰胺酶Ⅱ含量和酶活性及进行12%SDS-PAGE电泳分析。计算收率。
3.重组L-门冬酰胺酶Ⅱ酶活性测定
吸取1ml菌液入Ep管,12 000 r/min离心5min,收集菌体弃去上清,加入蒸馏水1ml洗涤,混悬,12 000r/min离心5min,弃上清。重复上述操作2~3次,加入pH8.4硼酸缓冲液1ml混悬。
准备一组(2支)蒸馏水准备管:取10ml的洁净试管2只,每管加3.5ml蒸馏水。 另取2支10ml的洁净试管,分别加入0.04 mol/L天冬酰胺底物,0.1 mol/L pH8.4硼酸缓冲液各1ml,37℃水浴5min,其中一只加入细胞悬液20μl,另一支为对照管。反应15min后分别加入50%三氯乙酸1ml终止反应。再从终止反应管中各支取500μl进蒸馏水准备管,每管分别加入与25%NaOH以1:1配好的奈氏液1ml显色,500nm处测OD值。
计算: 酶活力(U)=[(OD×1000)/(0.07×15x)]×(3+x/1000)
x为取样体积(本实验为20μl)
4.比活力测定方法
精确称取纯化产物10mg,溶解于1 mlH2O中,采用Lowry法测定蛋白质含量,并测定酶活力,经以下公式换算即得单位质量的rL-ASPⅡ比活力。rL-ASPⅡ比活力=酶活力(U)/蛋白含量。
5.12%SDS-PAGE电泳分析样品纯度
电泳方法同实验九。
(1) 按常规制备电泳用聚丙烯酰胺凝胶,浓度12%。
(2) 将发酵收获的细胞、酶提取液、硫酸铵分级沉淀和离子交换洗脱液样品处理后,进行电泳分析。
(3) 电泳2~3h后,取出凝胶,用0.15%考马斯亮蓝-R250进行染色。过夜后倾出染液,不断脱色,起初每20min换液1次,1h后每小时换液1次,直到区带明显,画出电泳区带图谱。 6.结果处理
(1)用箭头图表示重组L-门冬酰胺酶Ⅱ制备的操作流程。 (2)绘制洗脱曲线。
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(3)重组L-门冬酰胺酶Ⅱ的纯化过程分析
重组L-门冬酰胺酶Ⅱ的纯化过程分析
纯化步骤 总蛋白(mg) 总活力(U) 比活(U/mg) 纯化倍数 收率(%) A.粗提酶液
B.硫酸铵沉淀 C.DEAE-52 纤维素柱层析
(4) 电泳图谱分析
【思考题】
1.试说明电泳图谱,并用电泳图谱判断所制得的重组L-门冬酰胺酶Ⅱ的纯度。 2.影响重组L-门冬酰胺酶Ⅱ纯度和收率的因素有哪些?如何加以控制? 3.硫酸铵分级沉淀的机理?
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