北京棒杆菌AS1.299高丝氨酸脱氢酶突变体L200F/D215K的异源表达及酶学性质

【目的】对北京棒杆菌Corynebacterium pekinense高丝氨酸脱氢酶(homoserine dehydrogenase,HSD)进行空间结构改造从而获得优良性能新酶。【方法】利用定点突变技术构建HSD双突变体L200F/D215A、L200F/D215E、L200F/D215G和L200F/D215K,并将其转入大肠杆菌E.coli BL21中进行高效表达,选取催化效率最高的双突变体L200F/D215K与双突变前的L200F进行动力学和酶学性质比较。【结果】HSD双突变体L200F/D215K的Vmax为36.92 U/mg,较L200F提高1.24倍;最适反应温度为37℃,较L200F提高2℃;最适反应pH为7.5,与L200F经验值相同;最适温度下的半衰期为4.16 h,较L200F提高1.12倍;L200F/D215K和L200F对有机溶剂和金属离子均表现出较好的抗性。【结论】HSD通过空间结构改造活力得到提高,并且其酶学性质得到优化。本研究有助于认识HSD突变体的酶学性质,为其新酶的研发利用提供有力依据。     

北京棒杆菌天冬氨酸激酶突变体R169H的构建及酶学性质表征

【目的】提高北京棒杆菌(Corynebacterium pekinense)中天冬氨酸激酶(aspartokinase,AK)活力。【方法】利用定点突变技术对AK基因进行突变,并将突变体转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中异源表达。重组菌经超声破碎后、利用镍柱对AK进行纯化,并经SDS-PAGE和Western blot验证。通过检测酶活力比较突变体和野生型动力学变化并研究突变体和野生型的部分酶学性质。【结果】成功构建突变体R169H。经验证知,AK分子量为48kDa。突变体R169H的Vmax为226.3 U/mg·s-1,较野生型提高2.3倍。最适反应温度为26℃,与野生型经验值相同;最适反应pH为9.0,较野生型经验值8.0有所提高;在最适温度和pH值下的半衰期为5.5 h,比野生型的4h稳定性要好;代谢产物赖氨酸、苏氨酸和蛋氨酸在低浓度时对AK均具有激活作用。【结论】突变体中R169与E92间氢键消失,能够影响亚基间聚合度,降低酶对底物的亲和力,减弱代谢产物对AK的反馈抑制作用,从而使R169H中AK的Vmax提高2.3倍。