玉米半胱氨酸蛋白酶突变体W308C的原核表达和酶学性质表征

食品科学

玉米半胱氨酸蛋白酶突变体W308C的原核表达和酶学性质表征

刘回民，程国栋，陈方奇，郑明珠，詹冬玲，刘景圣

吉林农业大学食品科学与工程学院，小麦和玉米深加工国家工程实验室，吉林长春 130118

出版日期:2014-08-15 发布日期:2014-08-25

Prokaryotic Expression and Characterization of Cysteine Protease Mutant W308C from Zea mays

LIU Hui-min, CHENG Guo-dong, CHEN Fang-qi, ZHENG Ming-zhu, ZHAN Dong-ling, LIU Jing-sheng

National Engineering Laboratory for Wheat and Corn Deep Processing, College of Food Science and Engineering, Jilin Agricultural
University, Changchun 130118, China

Online:2014-08-15 Published:2014-08-25

摘要/Abstract

摘要：

通过对玉米半胱氨酸蛋白酶（cysteine protease from Zea mays，zmCP1）同源模建和底物对接研究发现，W308位点在木瓜蛋白酶家族（C1家族）高度保守，且位于zmCP1催化三联体残基N306位点附近，与绝大多数底物形成π-π键，可参与底物和酶活性中心的结合，是该酶的关键位点；结合Rosetta design程序设计，对W308位点进行突变，获得W308C突变体，并在大肠杆菌BL21中表达。酶学性质表征实验结果表明：突变体W308C的最适温度为55 ℃，最适pH 6.0；在70、80、90 ℃下的半衰期为75.33、57.24、40.29 min，分别是野生型的1.21、1.19、1.01倍；突变体W308C和野生型的特异性常数Kcat/Km分别为11.02、5.92 L/（μmol·min），催化活性提高了0.86倍。

关键词: 半胱氨酸蛋白酶, 突变体, 原核表达, 酶学性质

Abstract:

Through homologous modeling and docking studies of cysteine protease from Zea mays (zmCP1), W308 was
highly conserved in papain super family (C1 family), near the Asn306 which was the residues of catalytic triad, had π-π
interaction with most of the ligands, and was the key residue for zmCP1. By using Rosseta design program, the mutant
W308C was obtained and expressed in E.coli BL21. The characterization of enzymatic properties indicated that the optimal
temperature and pH were 55 ℃ and 6.0, respectively. T50 of W308C at 70, 80, and 90 ℃ were 75.33, 57.24, and 40.29 min,
respectively, which were 1.21, 1.19 and 1.01 times higher than wild type. Kcat/Km of W308C and wild type was 1.02 and
5.92 L/(μmol·min), respectively, showing an activity level 1.86 times higher than that of wild type.

Key words: cysteine protease, mutant, prokaryotic expression, enzymatic properties

刘回民，程国栋，陈方奇，郑明珠，詹冬玲，刘景圣. 玉米半胱氨酸蛋白酶突变体W308C的原核表达和酶学性质表征[J]. 食品科学.

LIU Hui-min, CHENG Guo-dong, CHEN Fang-qi, ZHENG Ming-zhu, ZHAN Dong-ling, LIU Jing-sheng. Prokaryotic Expression and Characterization of Cysteine Protease Mutant W308C from Zea mays[J]. FOOD SCIENCE.

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