谷氨酰胺转氨酶研究进展

谷氨酰胺转氨酶是一种催化酰基转移反应的转移酶,它可使蛋白分子间和分子内产生共价交联,从而改变蛋白的功能特性,在食品、医药、化妆品、纺织等领域具有重要的潜在应用价值。研究表明,谷氨酰胺转氨酶广泛存在于生物组织中。为了更好的研究开发这一资源,对谷氨酰胺转氨酶的来源、理化特性、作用机制、功能以及工业生产的现状进行了综述,其中重点探讨了不同来源的谷氨酰胺转氨酶在理化特性以及底物特异性方面的差异。     

微生物谷氨酰胺转氨酶催化细胞色素c赖氨酸残基的定点修饰

研究微生物谷氨酰胺转氨酶(mTG)催化细胞色素c(Cytc)的PEG定点修饰的可行性,并优化修饰条件,研究PEG修饰对Cytc性质的影响。将单甲氧基聚乙二醇氨(mPEG-NH_2)与N-苄氧羰基-谷氨酰胺-甘氨酸(CBZ-QG)共价结合制备含谷氨酰胺残基的甲氧基聚乙二醇衍生物(N-苄氧羰基-谷氨酰胺-甘氨酰-单甲氧基聚乙二醇,CBZ-QG-mPEG);mTG分别催化mPEG-NH_2、CBZQG-mPEG(mTG)修饰Cytc,研究酶法定点修饰Cytc残基的可行性;改变酶的用量、温度、反应时间和p H等反应条件优化谷胺酰胺转氨酶催化修饰Cytc的条件。研究结果表明:(1)mPEG-NH_2不能作为mTG的底物修饰Cytc,甲氧基聚乙二醇氨(mPEG-NH_2)分子上引入谷氨酰胺残基后,在mTG的催化作用下了实现Cytc的PEG修饰,而且基于mTG的底物特异性实现了PEG定点修饰Cytc的赖氨酸(Lys)残基;(2)37℃温度下,p H 8.0的溶液中,1mg/ml的mTG催化修饰反应2h是最佳修饰反应条件;(3)化学法PEG修饰Cytc产物复杂,是多种多点修饰产物的混合物,酶法催化PEG修饰Cytc只产生单一产物;(4)与天然Cytc相比,修饰后Cytc的活力、稳定性都有所提高。提出的谷胺酰胺转胺酶催化修饰法解决了蛋白质Lys残基难以定点修饰的难题,拓展了mTG在蛋白质修饰方面的应用。     

谷氨酰胺转胺酶—理化性质、生产方法及其在食品工业中的应用

谷氨酰胺转胺酶(蛋白质-谷氨酸-γ谷氨酰胺转移酶EC2.3.2.13)催化体外大多数食品蛋白质的交联反应,如:酪蛋白,大豆蛋白,肌球蛋白,肌动蛋白,谷蛋白,禽蛋蛋白等等。通过催化肽键谷酰胺基残基的酰基转移反应,在各种蛋白质分子之间或之内形成ε-(γ-谷胺酰)赖氨酸键,从而改善各种蛋白质的功能性质。如:营养价值、质地结构、口感、贮存期等等。目前,商业化谷氨酰胺转胺酶主要从动物组织中提取,但由于其分离和纯化过程较复杂,且来源稀少,因而价格昂贵,近年来,人们开始转向于研究利用微生物发酵来生产谷氨酰胺转胺酶,并使之应用于食品工业,经过微生物谷氨酰胺转胺酶处理后的食品,其功能性质明显改善。本文就谷氨酰胺转胺酶的国内外研究现状作一综述,主要包括理化性质、生产及其应用。     

拉达克轮丝菌TGase在大肠杆菌中的分子改造

【背景】谷氨酰胺转氨酶是一种能够催化酰基转移反应的酶,催化各种蛋白质分子之间或之内发生交联反应,在食品、化妆品、医药等领域具有重要的潜在价值。【目的】克隆来自拉达克轮丝菌(Streptoverticillium ladakanum) B1的谷氨酰胺转氨酶(TGase)基因并对其进行分子改造,使其在大肠杆菌中获得高效异源表达。【方法】分别克隆来自拉达克轮丝菌谷氨酰胺转氨酶的自身前导肽(pro)和除前导肽以外的成熟谷氨酰胺转氨酶(TGase)基因,以pET-22b为表达载体构建pro、TGase共表达和融合表达两种表达模式,在这两种表达模式的基础上进一步用定点突变的方法对成熟TGaseN端前4个氨基酸进行改造,检测不同表达模式以及突变对酶活的影响。【结果】当采用前导肽与TGase共表达时,可以直接得到活性形式的TGase,比酶活达到37.71 U/mg。在融合表达的基础上,将TGaseN端前3个氨基酸DSD突变为AAA,比酶活达到14.04U/mg,相较于原始表达模式提高了14.05%。【结论】前导肽与TGase共表达可以直接产生活性TGase,对于融合表达模式,合适位点的突变有利于提高TGase酶活。     

微生物谷氨酰胺转胺酶的表达及分子改造研究进展

微生物谷氨酰胺转胺酶具有催化蛋白质和某些非蛋白物质交联的功能,被广泛应用于食品、医药及纺织等领域.为提高该酶的产量及建立相应的分子改造平台,上世纪90年代日本味之素公司便开展了微生物谷氨酰胺转胺酶重组菌构建的研究.目前,该酶已在多个表达系统中实现活性表达,部分重组菌较野生菌的产酶能力有显著提高.近年来,谷氨酰胺转胺酶的分子改造研究也取得了初步进展,酶的催化活力、热稳定性及底物专一性得到提升.文中对上述研究中涉及的蛋白质表达及改造策略进行了简要的总结及分析,并指出相关研究的发展趋势.     

谷氨酰胺转胺酶—理化性质，生产方法及其在食品工业中的应用

谷氨酰胺转胺酶（蛋白质－谷氨酸－γ谷氨酰胺转移酶EC2,3,2,13）催化体外大多数食品蛋白质的交联反应,如：酪蛋白,大豆蛋白,肌球蛋白,肌动蛋白,谷蛋白,禽蛋蛋白等等。通过催化肽键谷酰胺基残基的酰基转移反应,在各种蛋白质分子之间或之内形成ε-（γ-谷胺酰）赖氨酸键,从而改善各种蛋白质的功能性质,如：营养价值,质地结构,口感,贮存期等等。目前,商业化谷氨酰胺转胺酶主要从动物组织中提取,但由于其分离和纯化过程较复杂,且来源稀少,因而价格昂贵,近年来,人们开始转向于研究利用微生物发酵来生产谷氨酰胺转胺酶,并使之应用于食品工业,经过微生物谷氨酸酰胺转胺酶处理后的食品,其功能性质明显改善,本文就谷氨酰胺转胺酶的国内外研究现状作一综述,主要包括理化性质,生产及其应用。     

羊毛防毡缩用蛋白酶的化学修饰

为减少防毡缩整理中蛋白酶对羊毛纤维主体结构的破坏作用,分别研究了戊二醛、微生物谷氨酰胺转氨酶(MTG)和水溶性碳二亚胺(EDC)对蛋白酶Savinase 16L的化学修饰,以期达到增大蛋白酶分子量,从而将水解作用限制在纤维表面的目的。主要通过体积排阻色谱、SDS-PAGE谱图以及荧光光谱研究修饰酶的分子量和结构变化。结果表明,戊二醛不能对蛋白酶分子进行有效修饰;MTG会被蛋白酶水解,无法催化酶分子间发生共价交联;而碳二亚胺既可以使蛋白酶分子间发生交联,又能将含有伯胺基的大分子修饰剂偶联到酶分子上。     

蛋白质交联用酶的作用机制及研究进展北大核心CSCD

蛋白质交联在食品、化工和医药等领域发挥重要的作用。利用酶催化蛋白质交联是一种可替代物理和化学交联的高效经济的方法。然而,目前仍缺乏详细的酶促蛋白质交联分子层面的解析。本文综述了酶催化的蛋白质交联反应机制及其对蛋白质结构的影响,以及在食品、化工和医药领域的应用,并展望了酶促交联的发展。     

“微生物发酵法生产谷氨酰胺转胺酶”通过鉴定

具有“2 1世纪超级粘合剂”美称的谷氨酰胺转胺酶 (蛋白质 谷氨酸 γ 谷氨酰胺转移酶 ,ＥＣ2 .3 .2 .1 3 ) ,是一种可生产出满足人们需求的新型蛋白食品的重要酶制剂。它能够催化蛋白质分子内的交联、分子间的交联、蛋白质和氨基酸之间的连接以及蛋白质分子内谷氨酰胺酰基的水解 ,因而在食品工业、化妆品工业和制药工业中具有广泛的用途。源于动物的谷氨酰胺转胺酶价格较高 ,采用发酵法生产可望大幅度降低其生产成本 ,故而是拓宽谷氨酰胺转胺酶应用范围的根本途径。在日本 ,谷氨酰胺转胺酶已成为食品工业的第二大酶种 ,其用量仅次于α 淀粉…     

真菌漆酶在绿色化学中的研究进展

漆酶主要是由真菌分泌的一类胞外多铜氧化酶,因其具备多功能特性而被广泛地应用于绿色环境化学。漆酶能够以分子氧作为电子接受体,催化氧化多种酚类和非酚类底物形成自由基中间体,随后这些自由基中间体涉及到氧化耦合或键断裂,最终导致底物发生氧化、分解或聚合反应。目前,主要采用包埋、吸附、共价绑定和交联结合等方法制备固定化漆酶,以增强漆酶在实际环境中的催化活性、稳定性和循环再利用功效。概述了真菌漆酶的分子组成、结构特性及其催化氧化不同底物的作用机理,系统地比较了漆酶的固定化技术及其利弊,重点阐述了漆酶在有机污染物去除、合成染料脱色、造纸废水、食品加工、生物传感器和环境质量指示器等领域的研究进展,旨在为拓展和开发真菌漆酶在绿色环境化学中的多功能应用提供新的理论依据和指导思想。     

w-转氨酶分子改造研究进展

ω-转氨酶能催化羰基化合物发生不对称还原胺化反应,在制备手性胺类化合物方面具有较好的应用前景。由于底物结合区域特殊的空间结构,野生型ω-转氨酶在合成大位阻手性胺方面的应用受到了限制。此外,在立体选择性和稳定性方面这一类酶也存在一些不足,目前满足工业应用需求的ω-转氨酶仍较为有限。文中首先介绍了ω-转氨酶的结构特征和催化机制,并探讨S型和R型酶在结构特征方面的主要差异。然后对ω-转氨酶的分子改造研究进行了综述,重点阐述了基于结构特征和催化机制进行的分子改造研究,包括底物特异性改造、立体选择性改造和稳定性改造三方面。最后,对ω-转氨酶分子改造研究进展进行总结和展望。     

ω-转氨酶分子改造研究进展

ω-转氨酶能催化羰基化合物发生不对称还原胺化反应,在制备手性胺类化合物方面具有较好的应用前景。由于底物结合区域特殊的空间结构,野生型ω-转氨酶在合成大位阻手性胺方面的应用受到了限制。此外,在立体选择性和稳定性方面这一类酶也存在一些不足,目前满足工业应用需求的ω-转氨酶仍较为有限。文中首先介绍了ω-转氨酶的结构特征和催化机制,并探讨S型和R型酶在结构特征方面的主要差异。然后对ω-转氨酶的分子改造研究进行了综述,重点阐述了基于结构特征和催化机制进行的分子改造研究,包括底物特异性改造、立体选择性改造和稳定性改造三方面。最后,对ω-转氨酶分子改造研究进展进行总结和展望。     

分批发酵生产谷氨酰胺转氨酶的温度控制策略

微生物谷氨酰胺转氨酶 (Ｍｉｃｒｏｂｉａｌｔｒａｎｓｇｌｕｔａｍｉｎａｓｅ ,简称ＭＴＧ ,ＥＣ2 3 2 13)由于能催化许多食品中蛋白质的交联反应 ,改善各种蛋白质的功能性质 ,在食品工业具有广泛的应用潜力[1] ,因而引起了人们的极大兴趣。谷氨酰胺转氨酶的生产通常采用从豚鼠肝脏或组织中提取 ,由于豚鼠肝脏或组织来源稀少 ,谷氨酰胺转胺酶的分离纯化过程复杂 ,因而价格昂贵。 2 0世纪 80年代末 ,Ａｎｄｏ和Ｍｏｔｏｋｉ等人[2 ,3 ] 首先报道了利用微生物发酵法生产谷氨酰胺转胺酶的结果 ;近年来 ,Ｇｅｒｂｅｒ等人[4 ] 对其下游技术进…     

交联酶聚集体的制备及在漆酶固定化中的应用进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,其催化效率高,作用底物范围广,在工业中具有广阔应用前景。交联酶聚集体(CLEAs)是一种无需载体、无需酶纯化、制备简单、成本低的新型固定化酶方法,通常具有较高的稳定性,可实现酶的重复利用。对交联酶聚体制备过程中影响酶活性的相关因素以及其改进策略进行了分析,并对交联漆酶聚集体在污染物降解等方面的应用进行了总结,旨在为进一步的研究和应用奠定基础。     

茶树菇非特异性过氧化酶的研究进展

惰性碳氢键(C—H)的选择性单加氧反应是有机合成的主要挑战之一,目前主要采用化学法和酶法催化,化学催化法往往反应条件苛刻,而酶催化法相对温和。来自茶树菇(Agrocybe aegerita)的非特异性过氧化酶(AaeUPO)是一类以H₂O₂为共底物的单加氧酶,可催化脂肪族和芳香族化合物的羟基化、环氧化及脱烷基等反应,因其具有电子传递过程简单、催化活性高、底物谱广等优点,是催化单加氧反应的高效生物催化剂。近年来,AaeUPO在分子改造、底物谱扩展和级联催化系统的应用等领域取得了一定进展,显示出较好的工业应用潜力。本文综述了AaeUPO的晶体结构及其在蛋白质工程方面的研究进展,重点探讨了AaeUPO催化的反应类型、底物范围以及级联催化系统构建中所面临的问题和挑战。     

谷氨酰胺转氨酶对喷雾干燥蛋清粉凝胶硬度的影响

谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TGase)通过交联作用,能有效提高蛋白质的性质,进而提高食品的特性.蛋清粉的凝胶性质主要由蛋清中蛋白质(egg white protein,EWP)提供.因此,本研究通过在蛋清液中添加TGase,对蛋清液进行酶处理,经喷雾干燥得到蛋清粉.将所得蛋清粉与蒸馏水以一定比例复溶后测定其凝胶强度,经单因素实验和响应面实验设计对高凝胶强度蛋清粉工艺条件进行筛选,并通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)初步分析TGase对蛋清粉凝胶强度影响的作用机理.研究结果表明:当酶作用pH值为7.05,酶作用温度为34.89℃,酶作用时间为85.73 min,TGase添加量为3.40 U/g蛋白质时.所得蛋清粉凝胶强度最大,为(800.365±5.237)g,比空白组提高了 53.95％.通过SDS-PAGE电泳分析可得出结论:一定的TGase处理可使部分EWP发生分子内和分子间的交联,形成相对分子量较大的蛋白质分子,使蛋白质的结构更加紧密,并增加蛋白质对水分子的吸附能力,因此使蛋清粉硬度显著增强.     

真菌漆酶的结构与功能

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,能催化氧化酚类和芳香类化合物,同时伴随4个电子的转移,并将分子氧还原成水。漆酶结构的解析是阐明其催化作用机理、了解蛋白质结构与功能关系的基础。综述近年来对真菌漆酶蛋白结构及其功能研究的进展。     

植物转谷氨酰胺酶

植物转谷氨酰胺酶廖祥儒,朱新产,赵军（西北农业大学,陕西杨陵７１２１００）（中国科学院西北水土保持研究所）关键词转谷氨酰胺酶,蛋白质交联蛋白质交联,作为转译后蛋白质的一种修饰方式,与细胞结构形成有关,对稳定组织结构和细胞骨架有重要意义。现已发现,和Ｎ...     

蛋白质谷氨酰胺酶成熟肽基因mpg原核表达及其多克隆抗体的制备

蛋白质谷氨酰胺酶(Protein-glutaminase,简称PG)是一种新型蛋白质脱酰胺酶,在蛋白质改性领域具有广阔的应用前景。但是,目前关于蛋白质谷氨酰胺酶的测定方法主要是通过苯酚-次氯酸盐反应测定铵离子含量指示蛋白质谷氨酰胺酶的酶活,该方法精确度和灵敏度有限。因此,利用原核表达系统表达解朊金黄杆菌(Chryseobacterium proteolyticum)分泌的蛋白质谷氨酰胺酶成熟肽基因mpg,纯化后制备其多克隆抗体用于检测解朊金黄杆菌分泌的蛋白质谷氨酰胺酶的含量。首先以解朊金黄杆菌基因组为模板扩增出成熟肽基因mpg,将其与pET32a载体连接构建重组质粒pET32a-mpg,转化至大肠杆菌BL21(DE3)。在25℃条件下,经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导6 h,目的蛋白表达量最高、呈可溶性蛋白。通过Ni-NTA柱纯化的重组蛋白mPG-His_6,将其作为抗原,免疫新西兰白兔制备多克隆抗体。间接酶联免疫法检测其效价,所得抗体效价为1∶5 000。蛋白质免疫印迹实验结果说明,该多克隆抗体特异性良好。最后使用该多克隆抗体对解朊金黄杆菌的发酵上清液进行蛋白质免疫印迹反应,检测天然蛋白质谷氨酰胺酶,结果表明该抗体特异性良好,可用于检测解朊金黄杆菌分泌的蛋白质谷氨酰胺酶,为深入研究蛋白质谷氨酰胺酶的生物学功能、建立蛋白质谷氨酰胺酶高产菌株的高通量筛选方法奠定了基础。     

漆酶介体催化的研究进展

漆酶是一种含铜多酚氧化酶,可催化氧化酚型底物,不能氧化降解非酚型结构单元,但介体的加入可实现漆酶与非酚类底物间的电子传递,实现漆酶对非酚型底物的最终氧化。文章综述漆酶介体催化常用介体及其研究进展,并针对合成介体有毒价高、天然介体提取纯化复杂的特点,提出一种新型介体——木质素降解产物中的漆酶介体。