细脚拟青霉腺苷酸琥珀酸合酶基因的克隆与表达分析

腺苷酸琥珀酸合酶(ADSS)为细脚拟青霉(Paecilomyces tenuipes)有效成分腺苷合成代谢途径的关键酶,而细脚拟青霉中腺苷酸琥珀酸合酶基因Ptadss的克隆与序列分析鲜见相关报道。本文在细脚拟青霉转录组测序结果的基础上,利用PCR技术克隆得到该菌Ptadss基因的cDNA序列,对Ptadss基因及其编码的蛋白进行生物信息学分析(相关理化性质、结构域、亲水性-疏水性、亚细胞定位、信号肽和高级结构等),并构建PtADSS与相关微生物ADSS的系统进化树。同时,采用实时荧光定量PCR技术,分析Ptadss基因在不同发酵阶段的细脚拟青霉菌丝体中的表达量,以初步明确该基因的表达量对于细脚拟青霉腺苷含量的影响。结果表明:克隆得到的Ptadss基因的ORF序列为1 670bp。该基因编码的蛋白的基本性质为:423个氨基酸残基、相对分子量为46.7 663kDa、等电点(pI)为5.59,含58个磷酸化位点,且该蛋白为定位于细胞质中的非分泌性和非跨膜的疏水性蛋白。结构预测结果表明该蛋白是由α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲组成的复杂结构。序列分析结果提示,细脚拟青霉Ptadss基因与Cordyceps confragosa腺苷酸琥珀酸合酶基因同源性最高,可达91%。结合其他微生物的ADSS氨基酸序列构建系统树,结果表明细脚拟青霉与Cordyceps confragosa亲缘关系较近。另经对不同发酵阶段的细脚拟青霉中Ptadss的表达量及腺苷含量分析结果表明:Ptadss基因的表达水平与菌丝体中腺苷含量存在正相关性。

以高热稳定性的腺苷酸基琥珀酸合成酶为催化剂大量合成腺苷酸基琥珀酸(盐)

目的实现腺苷酸基琥珀酸(盐)(S-AMP)的大规模合成,为开展药物学等研究提供原料。方法以pET-28-a为表达载体,利用大肠杆菌表达古细菌Pyrococcus horikoshii OT3来源的腺苷酸基琥珀酸合成酶(PhAdSS),利用Ni-NTA层析柱纯化后作为催化剂在实验室内开展这种微生物体内合成S-AMP的反应。用Bradford法测定纯化后PhAdSS的浓度。利用硅胶薄层层析检测反应进度。用硅胶柱层析法和重结晶法纯化S-AMP,利用质谱法测定合成品中S-AMP的分子量,利用紫外分光光度法测定合成品内S-AMP的含量及回收率。结果经纯化后从1 L的自动诱导培养基中至少获得20 mg的His-tagged-PhAdSS。将含有10 mmol/L肌苷酸、11 mmol/L L-天冬氨酸、20 mmol/L鸟苷三磷酸、4 mmol/L MgCl_2、2.9μmol/L的His-tagged-PhAdSS溶液于常压环境中,70℃恒温6 h以上可以实现IMP完全转化为S-AMP。纯化后可得到S-AMP的单晶体,利用紫外分光光度法测定的纯度为94%,收率为17%。结论实现了PhAdSS为催化剂的S-AMP的大量合成。