多形拟杆菌肝素酶Ⅰ的SUMO融合表达及酶学特性分析

作者：张川; 张悦; 丁啸虎; 李中媛; 宋亚囝; 罗学刚^*

来源：微生物学报, 2019, 59(07): 1318-1330.

DOI：10.13343/j.cnki.wsxb.20180387

• 多形拟杆菌
• 肝素酶Ⅰ
• SUMO-Tag
• 融合表达
• 酶学性质

【目的】克隆多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotaomicron) HeparinaseⅠ基因,在大肠杆菌(Escherichia coli)中进行基因工程表达获得重组酶SUMO-Bt-HepI和Bt-HepI,并研究其酶学特性。【方法】对B.thetaiotaomicron肝素酶I (Bt-HepI)的基因序列进行密码子优化,PCR扩增得到目的基因,构建表达载体pET-28a-Bt-HepⅠ和pE-SUMO-Bt-HepⅠ,并转化至E.coliRosetta(DE3)进行表达,分别得到重组产物Bt-HepⅠ和SUMO-Bt-HepⅠ,以肝素钠为底物研究两者的酶学性质。【结果】SDS-PAGE检测显示Bt-HepⅠ和SUMO-Bt-HepⅠ的分子量大小分别约为42.5 kDa和55 kDa。与Bt-HepI相比,融合SUMO-Tag后的肝素酶I比酶活提高了48.9%。酶学性质表明:Bt-HepⅠ和SUMO-Bt-HepⅠ的最适pH和温度均为pH 9、45°C,二者在pH 5–9都具有很好的稳定性,但pH<5时,SUMO-Bt-HepI的耐酸性明显高于Bt-HepI。同时,在温度低于50°C时,SUMO-Bt-HepⅠ的比酶活高于Bt-HepⅠ。此外,Ca2+和Mg2+对重组肝素酶I具有明显的促进作用,而Cu2+、Mn2+、Zn2+则表现出一定的抑制作用,提示在多形拟杆菌肝素酶I的结构中除了存在已知的Ca2+结合位点外,可能还存在Mg2+的结合位点。【结论】本研究首次将多形拟杆菌来源的肝素酶I和SUMO-Tag进行了融合表达,使其比酶活得到了显著的提高,为其生产应用奠定了基础。

• 单位
  天津科技大学; 工业发酵微生物教育部重点实验室; 生物工程学院