基于理性设计提高产微球茎菌AG1琼胶酶的热稳定性

目的:对产微球茎菌AG1的琼胶酶基因进行理性化设计,获得酶热稳定性高的突变酶。方法:利用PoP鄄MuSiC在线分析工具对AG1的琼胶酶序列进行分析,选择提高酶热稳定性的突变位点,利用重叠延伸PCR技术获得突变体基因,并对突变酶进行诱导表达、纯化及性质鉴定。结果:通过筛选获得琼胶酶热稳定性高的突变体D136N。在60℃下处理1 h,该突变酶保持87%的残余活力,而野生型为19%的残余活力,说明突变体D136N具有较好的热稳定性。酶的三维结构模拟显示,野生型Asp136与Asn255形成两个氢键,与Tyr282形成一个氢键;突变后的Asn136和Asn255形成3个氢键,与Tyr282形成一个氢键,还与Ala134形成了一个氢键,突变酶的136位氨基酸与周围氨基酸形成更多的氢键。结论:通过理性化设计获得产微球茎菌AG1琼胶酶热稳定性高的突变体D136N,对改善酶的性质,扩大琼胶酶的应用范围,以及研究琼胶酶结构与功能关系具有重要意义。

突变芳香基硫酸酯酶H260L工程菌的发酵条件优化

通过摇瓶培养对突变芳香基硫酸酯酶H260L工程菌的发酵条件进行初步优化,研究不同发酵条件包括接种量、诱导时期、诱导剂浓度、发酵时间、诱导剂加入方式、发酵温度及培养基初始pH值对重组芳香基硫酸酯酶表达的影响。结果表明,重组芳香基硫酸酯酶工程菌发酵的乳糖诱导表达优化条件为:以5%接种量培养3 h后,加入乳糖诱导剂至5 g/L,诱导表达7 h;当发酵温度为25℃、培养基的初始pH值为7.5时,重组芳香基硫酸酯酶活性最高。在优化条件下,工程菌芳香基硫酸酯酶活性达到2.63 U/m L,是未优化酶活性的46.9倍。突变酶H260L对龙须菜粗多糖硫酸基团的脱硫率为82.1%。