β-葡萄糖苷酶的糖耐受和促活性质研究

【目的】以葡萄糖耐受并促活的β-葡萄糖苷酶Bgl2A为出发材料,寻找与β-葡萄糖苷酶的葡萄糖耐受和促活性质相关的重要氨基酸残基位点并对其进行突变;对突变酶性质进行检测,结合分子对接,探究突变对酶的糖耐受和促活性质的影响及机制;进而对葡萄糖不耐受的Bgl3A (Bgl2A:A22S/V224S)进行分子改造,以获得应用潜能更好的突变酶。【方法】通过序列和结构比对、统计耦联分析和结构分析,选取Bgl2A底物通道口、蛋白质表面以及活性中心附近可能间接影响葡萄糖耐受和促活性质的残基作为突变位点,构建了多个突变酶,并对其酶学性质进行检测。【结果】以Bgl2A为出发酶,D322I、W325A、W126Y、F172N、C173I和N226V的糖耐受和促活性质显著提升。分子对接提示,这些突变可能是通过变构效应影响活性中心与葡萄糖结合的自由能,从而改变酶葡萄糖耐受和促活性质。据此,在Bgl3A分子上对应构建多个突变体,筛选获得了较出发酶在糖耐受和促活性质提升的同时保持较高酶活和稳定性的突变酶N226V和F172N。【结论】除了酶与葡萄糖直接结合的位点,不与葡萄糖直接相互作用的位点也可通过远程作用间接影响...     

黏细菌漆酶序列筛选及其重组酶酶学性质

漆酶是一种应用广泛的绿色环保的多酚氧化酶。漆酶过去被认为广泛存在于植物、昆虫和真菌中,而近年来,越来越多的细菌中也发现了漆酶的存在。黏细菌是一类重要的资源菌,但与一般细菌相比,较难分离和纯化。文中利用生物信息学的方法,综合应用Blast和隐马尔可夫模型方法对黏细菌蛋白质组数据库进行搜索,并根据多铜氧化酶的保守铜离子结合位点进行进一步筛选,获得30个候选黏细菌漆酶序列。挑选其中9个,在大肠杆菌中进行重组表达。利用2,6-甲氧基苯酚(DMP)等常用漆酶底物检测重组酶的催化氧化活性,其中7个重组蛋白具有漆酶催化活性。选择1个对2,6-甲氧基苯酚(DMP)具有较高氧化活性的重组酶(命名为rSC-2),通过Ni-NTA亲和层析柱纯化rSC-2,测试其酶学性质。纯化的rSC-2蛋白分子量约57 kDa,在最适反应条件下,rSC-2催化DMP反应的比酶活为0.27 U/mg。催化DMP反应的最适温度为60℃,最适pH为7.0。rSC-2在pH 7.0-8.0有较高酶活,在60℃孵育1 h保留50%以上剩余酶活。低浓度的Ca~(2+)对酶活有一定的促进作用,而较高浓度的Fe~(3+)、Co~(2+)、Ba~(2+)对酶活的抑制作用较明显。这是首次对黏细菌漆酶序列进行系统性的生物信息学分析,并实现纤维堆囊菌Sorangium cellulosum序列来源的漆酶活性蛋白在大肠杆菌细胞中重组表达。