Q20L及G247D定点突变对葡萄糖异构酶酶活和最适pH的改善

用双引物法对GI基因进行体外定点突变 ,构建了突变体Q2 0L和G2 47D。含突变基因的重组表达质粒pTKD GIQ2 0L及 pTKD GIG2 47D在E .coliK38菌株中表达。纯化的突变酶与野生型酶相比 :(1)GIQ2 0L的最适反应温度下降 5℃ ,热稳定性为野生型酶的 78% ,对底物的亲和性增强 ;(2 )GIG2 47D的酶活提高约 33% ,最适pH下降 0 6个单位 ,但热稳定性降低。初步分析认为 ,Gln 2 0位于α0～α1螺旋之间 ,其亲水侧链被Leu的疏水侧链取代后 ,分子表面增强的疏水作用 ,反而不利于蛋白质的稳定 ,使GIQ2 0L的热稳定性降低。Gly2 47是酶活性中心β 折叠 (2 42～ 2 47aa)的最后一个残基。引入电负性极强的Asp后 ,可能改变分子的静电场分布 ,影响了活性部位的电荷传递过程 ,使GIG2 47D酶活提高。引入的电荷 ,可能改变活性中心可解离基团的 pKa ,使其最适pH下降。另外Asp2 47的侧链在周围空间结构中显得过于拥挤 ,易与其他侧链产生排斥 ,由此影响到 β 折叠的稳定性 ,接近亚基结合面的Asp2 47,可能进一步影响到亚基间相互作用的稳定性 ,最终导致酶热稳定性的降低。GI酶活和最适pH的改善更利于工业生产。