地衣素合成酶关键模块LchAD蛋白的性质和功能研究

【目的】地衣素(lichenysin)作为一种脂肽类物质,对白酒风味形成有促进作用。为研究地衣素合成酶中硫酯酶模块LchAD蛋白的性质和功能,采用传统分离纯化方法从酿酒大曲样品中,筛选产地衣素的芽孢杆菌菌株。【方法】采用质谱串联的方式检测发酵产物,通过形态学、生理生化实验和构建系统发育树,分析菌株的种属关系。以筛选出的菌株基因组DNA为模板克隆LchAD基因,在大肠杆菌中异源表达LchAD蛋白并用镍柱纯化。利用在线软件对LchAD蛋白进行生物信息学分析,探究LchAD蛋白的性质和功能。【结果】在大曲中筛选获得的菌株YC7为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),其发酵产物中含有地衣素A(D或G)的同系物,表明菌株YC7为地衣素产生菌。LchAD蛋白的可溶性表达研究发现,在温度为20℃,IPTG终浓度为100μg/mL条件下可诱导LchAD蛋白异源表达,并形成可溶性蛋白,其分子量约为27.62 kD。镍柱纯化结果显示,在咪唑浓度为250 mmol/L时,可获得较高纯度的LchAD蛋白。生物信息学分析结果表明,LchAD蛋白为稳定的亲水性蛋白,无信号肽,理论等电点(pI)为7.23,含有一个GrsT保守结构域。LchAD蛋白的二级结构包含43.5%的α-螺旋,13.82%的β-折叠,5.69%的β-转角,其三级结构与表面活性素合成酶的硫脂酶模块相似。【结论】筛选得到的地衣芽孢杆菌YC7菌株可产地衣素,其LchAD基因编码的蛋白为27.62 kD的亲水性蛋白,异源表达获得可溶性LchAD蛋白,该蛋白可能与合成表面活性素的硫酯酶模块功能相似。