蓝杆藻ATCC 51142中α-酮戊二酸脱羧酶的克隆与表达

α-酮戊二酸脱羧酶催化α-酮戊二酸的非氧化脱羧生成琥珀酸半醛,其在琥珀酸半醛脱氢酶的作用下转化为琥珀酸,蓝藻的三羧酸循环由于这2个酶的存在而变得完整。Blast序列分析发现,蓝杆藻ATCC 51142中cce4227基因编码α-酮戊二酸脱羧酶。为了证实cce4227基因编码蛋白的催化功能,从蓝杆藻ATCC 51142基因组中克隆cce4227基因,然后构建pET28a-cce4227表达质粒。将该质粒与p Tf16分子伴侣质粒共转化BL21(DE3)大肠杆菌感受态细胞后进行重组蛋白的诱导表达。利用镍亲和层析方法对cce4227蛋白进行分离纯化,得到纯度> 95%的cce4227蛋白,菌体蛋白收率约为12 mg/g。酶动力学测试表明,cce4227蛋白是1个焦磷酸硫胺素(TPP)依赖型的α-酮戊二酸脱羧酶。

蓝杆藻ATCC51142中琥珀酸半醛脱氢酶的原核表达及生化表征

【背景】蓝藻中生成琥珀酸的三羧酸循环途径与其他物种不同。由于α-酮戊二酸脱羧酶和琥珀酸半醛脱氢酶的存在使得蓝藻的三羧酸循环途径变得完整。琥珀酸半醛脱氢酶催化琥珀酸半醛氧化为琥珀酸,在蓝藻中广泛存在。【目的】克隆、表达和纯化蓝杆藻ATCC51142中cce4228基因编码蛋白,并对其进行生化表征。【方法】以蓝杆藻ATCC51142基因组为模板克隆得到cce4228基因,将其插入到原核表达载体pET-28a上,在大肠杆菌BL21(DE3)细胞中进行异源表达,利用Ni-NTA树脂纯化cce4228蛋白。运用紫外分光光度法和生物信息学方法表征重组cce4228蛋白生化特性。【结果】构建了pET-28a-cce4228重组表达质粒,重组cce4228蛋白在大肠杆菌中得到可溶性表达,获得了纯度大于90%的cce4228蛋白。酶动力学测试和生物信息学分析结果显示,cce4228蛋白是一个NADP+-依赖型的琥珀酸半醛脱氢酶。【结论】蓝杆藻ATCC51142中cce4228基因编码一个偏好NADP+辅因子的琥珀酸半醛脱氢酶,cce4228蛋白的生化表征结果为进一步深入研究cce4228蛋白的结构功能关系及催化机制奠定了基础。