多位点突变提高大肠杆菌植酸酶AppA热稳定性

为提高大肠杆菌植酸酶AppA(一种已得到广泛应用的饲料添加剂,其酶活高,pH作用范围广,但热稳定性较差)热稳定性,在appA基因上组合突变了W46E、Q62W、A73P、K75C、S146E、R159Y、N204C、Y255D、Q258N和Q349N等10个位点,突变后的基因命名为appAM10。将野生型appAppA和突变体appAM10ppAM10基因转入毕赤酵母GS115进行表达,并对重组蛋白AppA和AppAM10进行了酶学性质研究与比较。结果表明:AppAM10分子量约为55kDa,比活性为3022U/mg,AppAM10的K_m=330μmo1/L,V_(max)=3147U/mg。AppAM10的最适pH值为4.5,最适反应温度为65℃。与野生型的AppA的最适pH无明显区别,比AppA的最适温度提高了5℃。经90℃孵育15min后,AppA完全失活,而AppAM10仍残留17.5%的活性,T_m值提高约8℃,说明上述10个位点的组合突变有利于提高大肠杆菌植酸酶AppA热稳定性,其中与N-糖基化有关的N204C、Q258N和Q349N3个位点可能起着重要作用。

大肠杆菌植酸酶的原核表达及酶学性质

将大肠杆菌植酸酶appA基因重组于表达载体pET32a中,导入大肠杆菌Origami(DE3)构建工程菌Origami(DE3)-pET32a-appA.对表达的appA重组植酸酶经Ni柱亲和纯化、SDS-PAGE分析表明,纯化后条带单一,酶的纯度较高.对其酶学性质的研究表明,该酶反应的比活力为3.36×106U/mg;最适pH为4.5;最适温度为60℃;在80℃和85℃的耐干热能力超过耐湿热能力;在37℃下,Mg2+﹑Ca2+﹑Mn2+对酶活性有促进作用,Co2+﹑Cu2+﹑K+对酶活性有不同程度的抑制作用,而Fe3+和Zn2+对酶活性有强烈的抑制作用;此外,该酶还具有非常好的抗胃蛋白酶水解的能力和部分抗胰蛋白酶水解的能力.