食品科学 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (18): 179-185.doi: 10.7506/spkx1002-6630-201818028
赵云飞,邵泽香,陆兆新,别小妹,赵海珍,张充,吕凤霞*
ZHAO Yunfei, SHAO Zexiang, LU Zhaoxin, BIE Xiaomei, ZHAO Haizhen, ZHANG Chong, Lü Fengxia*
摘要: 为提高巨大芽孢杆菌谷氨酸脱羧酶活性,通过定向进化技术对其进行酶工程改造。经过二轮易错聚合酶链式反应,从13 000 多个突变株中筛选到突变株A5-3、E2-4、E3-11,相对于野生型,其酶比活力提高了157%、115%、97%,且Kcat/Km都有所增大。其中A5-3氨基酸序列发生了2 个突变(A55D和D451E)。三维模拟结果表明,第55位丙氨酸突变为天冬氨酸很可能为酶促反应提供H+,从而加快酶促反应效率;突变株E2-4第34位由亮氨酸突变成谷氨酰胺,一定程度上改善了酶的热稳定性;突变株E3-11的第325位由丙氨酸突变成丝氨酸有利于蛋白内部形成更多氢键,增大了该部位的柔性,更有利于氨基酸残基之间发生相互作用。圆二色谱分析表明,突变株与野生型具有相似的三维结构,相比于野生酶,突变酶的α-螺旋减少,无规则卷曲增加,说明突变酶刚性有所下降而柔性增加。利用定向进化技术可以明显改善谷氨酸脱羧酶的酶活性,为其工业化的应用提供实验参考。
中图分类号: