新型芳基磺基转移酶在大肠杆菌中的表达及表征

肝素是动物源高度硫酸化、非均一的线性糖胺聚糖。芳基磺基转移酶参与肝素生物合成中磺基供体3′–磷酸腺苷–5′–磷酰硫酸(PAPS)的合成与再生,是实现肝素生理功能的关键酶。目前已报道的芳基磺基转移酶存在种类少、表达量低等问题。本研究采用隐马尔可夫模型挖掘获得10个鸟类来源的磺基转移酶,对新基因进行密码子优化并全合成到表达载体pET-32a上,转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21进行诱导表达。通过优化培养基成分、诱导温度、异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)浓度以及摇床转速,成功实现S4和S8的异源表达。在TB培养基中、诱导温度为16℃、使用0.4 mmol/L IPTG进行诱导、200 r/min转速条件下,菌株BL21/pET32a-Mbp-S4的S4蛋白表达量为60.6 mg/L。对S4蛋白进行纯化和酶活力表征,S4蛋白的最适反应温度为40℃,最适反应pH为7.0,比活力为3.3 mU/mg。通过超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)检测酶修饰后产物,进一步验证S4蛋白为芳基磺基转移酶。芳基磺基转移酶S4的成功表达为PAPS再生提供了功能元件。

我国工业生物技术和产业的现状、差距与任务

工业生物技术是利用生化反应和生物体机能进行物质合成加工与能量转化利用的集成技术,正在支撑建立以可发酵糖、秸秆、二氧化碳等可再生资源为原料的化学品绿色高效制造新路线,有望实现工业制造方式的根本转变,是支撑经济社会可持续发展的重大战略技术,已成为世界各国科技和产业竞争的焦点。本文从工业生物技术深度融入和支撑生物经济发展的态势出发,系统分析了我国工业生物技术和生物产业发展的现状、短板问题,提出了未来建议重点发展的主要方向。