| 利用脯氨酸效应提高短乳杆菌谷氨酸脱羧酶的热稳定性 |
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| 引用本文： | 方卉,吕常江,花雨娇,胡升,赵伟睿,方文姬,宋奎,黄俊,梅乐和.利用脯氨酸效应提高短乳杆菌谷氨酸脱羧酶的热稳定性[J].生物工程学报,2019,35(4):636-646. |
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| 作者姓名： | 方卉 吕常江 花雨娇 胡升 赵伟睿 方文姬 宋奎 黄俊 梅乐和 |
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| 作者单位： | 1 浙江科技学院 生物与化学工程学院，浙江 杭州 310023,1 浙江科技学院 生物与化学工程学院，浙江 杭州 310023,1 浙江科技学院 生物与化学工程学院，浙江 杭州 310023,2 浙江大学 宁波理工学院 生物与化学工程学院，浙江 宁波 315100,2 浙江大学 宁波理工学院 生物与化学工程学院，浙江 宁波 315100,1 浙江科技学院 生物与化学工程学院，浙江 杭州 310023,1 浙江科技学院 生物与化学工程学院，浙江 杭州 310023,1 浙江科技学院 生物与化学工程学院，浙江 杭州 310023,2 浙江大学 宁波理工学院 生物与化学工程学院，浙江 宁波 315100 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金 (Nos. 31470793, 31670804, 31240054)，浙江省自然科学基金 (Nos. LY16B060008，LZ13B060002) 资助。 |
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| 摘 要： | 以磷酸吡哆醛为辅酶的谷氨酸脱羧酶(Glutamate decarboxylase,GAD),能专一、不可逆地催化L-谷氨酸脱去α-羧基生成γ-氨基丁酸。为了提高GAD热稳定性为目标,本研究通过与嗜热古细菌Thermococcus kodakarensis中GAD氨基酸序列的比对及引入脯氨酸策略,最终在短乳杆菌Lactobacillus brevis CGMCC No.1306的GAD突变体中筛选得到热稳定性提高的突变酶G364P。结果显示,突变酶G364P在55℃的半衰期以及半失活温度分别比野生酶提高19.4 min和5.3℃,并且突变酶G364P的催化效率与野生酶相比没有明显变化。此外,利用分子动力学模拟来验证突变对蛋白质热稳定性的影响,突变酶G364P的均方根偏差(Rootmeansquare deviation,RMSD)以及含G364的loop区域均方根涨落(Root mean square fluctuation,RMSF)均比野生酶低,引入脯氨酸增加了364位氨基酸与相邻氨基酸的疏水相互作用。文中通过引入脯氨酸成功提高了L. brevis中GAD的热稳定性,同时也为其他酶热稳定性的理性设计提供了方法学指导。
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| 关 键 词： | 谷氨酸脱羧酶，脯氨酸，γ-氨基丁酸，短乳杆菌，热稳定性，分子动力学 |
| 收稿时间： | 2018/9/20 0:00:00 |
Increasing the thermostability of glutamate decarboxylase from Lactobacillus brevis by introducing proline |
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| Institution: | 1 School of Biological and Chemical Engineering, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023, Zhejiang, China,1 School of Biological and Chemical Engineering, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023, Zhejiang, China,1 School of Biological and Chemical Engineering, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023, Zhejiang, China,2 Department of Biological and Pharmaceutical Engineering, Ningbo Institute of Technology, Zhejiang University, Ningbo 315100, Zhejiang, China,2 Department of Biological and Pharmaceutical Engineering, Ningbo Institute of Technology, Zhejiang University, Ningbo 315100, Zhejiang, China,1 School of Biological and Chemical Engineering, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023, Zhejiang, China,1 School of Biological and Chemical Engineering, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023, Zhejiang, China,1 School of Biological and Chemical Engineering, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023, Zhejiang, China and 2 Department of Biological and Pharmaceutical Engineering, Ningbo Institute of Technology, Zhejiang University, Ningbo 315100, Zhejiang, China |
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