嗜酸嗜热古菌Sulfolobus acidocaldarius编码尿嘧啶DNA糖苷酶表达,纯化与酶学特征

【目的】嗜高温微生物面临d C脱氨基生成d U损伤的巨大压力,鉴定嗜酸嗜热古菌S.acidocaldarius来源的尿嘧啶DNA糖苷酶(UDG)切除d U损伤的酶学活性。【方法】重组表达来源于S.acidocaldarius的IV和V型UDG,经亲和纯化得到电泳纯重组蛋白。然后利用人工合成的d U(deoxyuracil)修饰寡核苷酸片段作为底物,体外鉴定两种重组UDG的酶学特性。【结果】来源于S.acidocaldarius的IV和V型重组UDG具有相似的酶学特性。IV型UDG催化效率更高,比活性是V型重组UDG的750倍左右。作为来自嗜热微生物的蛋白,S.acidocaldarius的IV和V型UDG的最适反应温度为65-75℃。【结论】IV型UDG比V型UDG水解d U碱基和脱氧核糖之间糖苷键的能力更强。

嗜热古菌Sulfolobus acidocaldarius核酸内切酶V的重组表达与酶学特征

【目的】表达纯化嗜酸嗜热硫化叶菌(Sulfolobus acidocaldarius)的核酸内切酶V(Saci_0544),对其核酸内切酶活性及酶学特征进行探究。【方法】将Sulfolobus acidocaldarius核酸内切酶V(SacEndoV)在大肠杆菌中进行重组表达,经亲和层析纯化得到目标蛋白;利用带有不同类型损伤的寡核苷酸作为底物,结合变性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,鉴定SacEndoV对相应损伤寡核苷酸底物的剪切活性。【结果】SacEndoV特异性剪切含脱氧肌苷(Deoxyinosine)的损伤DNA底物,明显偏好单链DNA底物。SacEndoV在70–95℃温度范围内酶活性高,酶活性依赖于二价金属离子,Mg^(2+)为最佳辅助离子,其最佳反应pH为7.5–8.0,高于200 mmol/L的NaCl会明显抑制其剪切活性。损伤DNA中脱氧肌苷3′端相邻的脱氧核糖核苷酸的结构完整性对于SacEndoV识别并剪切相应底物具有重要影响,脱氧肌苷3′端无碱基位点的存在使得SacEndoV不能够切断损伤DNA。此外,经测定SacEndoV对于含肌苷的损伤RNA底物具有剪切活性。【结论】本研究证实SacEndoV是一种典型的核酸内切酶V,对含脱氧肌苷的损伤DNA具有特异性的内切酶活性,推测其在Sulfolobus acidocaldarius体内参与脱氧肌苷的切除修复。

易错PCR技术提高源于Sulfolobus acidocaldarius麦芽寡糖基海藻糖合成酶活性

利用易错PCR技术结合高通量筛选技术对源于Sulfolobus acidocaldarius ATCC 33909的MTSase进行定向进化,获得一个酶活提高的突变体酶D-6。基因分析表明,突变体酶发生了2个位点突变:G432D/G586D,其中突变位点G586D位于Aβ8与AEα14的loop环上。将野生型MTSase和突变体酶D-6进行蛋白质纯化后,测定其酶学性质,结果表明:突变体酶D-6的比活力为野生型MTSase的1.22倍;野生型的Km值为4.74 mmol/L,而突变体D-6为2.77 mmol/L,表明其对底物亲和性较野生型有所提高。

Sulfolobus acidocaldarius DHH超家族核酸酶Saci0542的酶学特征研究

【目的】以嗜酸嗜热硫化叶菌Sulfolobus acidocaldarius的DHH超家族核酸酶(Saci0542)为例,研究其核酸外切酶活性特点,为阐明其在DNA代谢中的具体功能提供生化基础。【方法】将嗜酸嗜热硫化叶菌DHH超家族核酸酶Saci0542基因在大肠杆菌中重组表达,经亲和层析纯化得到电泳纯的重组蛋白;利用荧光标记的寡核苷酸作为底物,用尿素变性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,鉴定Saci0542的酶学特征。【结果】重组表达的DHH超家族核酸酶Saci0542具有典型的单链核酸特异性的3ʹ-5ʹ外切酶活性。进一步酶学特征表征结果如下:酶活性依赖于二价金属离子Mn^(2+),而Ca^(2+)、Mg^(2+)、Zn^(2+)等二价金属离子对活性没有明显的促进作用;Saci0542在pH 5.5–10的广泛范围内均表现出较高酶活性;高于200 mmol/L的NaCl强烈抑制酶活性;最适反应温度为50–55°C;末端磷酸基团抑制3ʹ-5ʹ外切酶活性。【结论】本研究证实,Saci0542是一种Mn^(2+)依赖型3ʹ-5ʹ外切酶,酶活性与NrnA核酸酶相似,可能在细胞内负责DNA修复或RNA的降解再循环利用。

Sulfolobus acidocaldarius DNA聚合酶Ⅳ跨越损伤合成能力的酶学特征

【目的】以嗜酸嗜热硫化叶菌Sulfolobus acidocaldarius的DNA聚合酶Ⅳ (Saci_0554)为例,表征其跨越模板上损伤碱基的DNA合成效果。【方法】将DNA聚合酶Ⅳ (SacpolⅣ)在大肠杆菌中进行重组表达,经亲和层析纯化得到SacpolⅣ蛋白;利用人工合成的带有不同损伤的寡核苷酸片段作为模板DNA,用尿素变性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,鉴定SacpolⅣ在体外跨越各种损伤碱基进行跨损伤合成的催化能力。【结果】SacpolⅣ重组蛋白能够不同程度地跨越嘌呤和嘧啶损伤,跨越能力的高低取决于损伤碱基与正常碱基形成氢键的能力。本研究还发现,SacpolⅣ能够在DNA链中掺入核糖核苷酸,但掺入核糖核苷酸的效率低于脱氧核糖核苷酸。【结论】本研究证实SacpolⅣ具有很强的跨越损伤合成能力,能够跨越多种氢键配对能力减弱的损伤碱基,为其在细胞内的跨越损伤合成功能提供了生化证据。