基于蛋白质折叠自由能分析的定点突变提高谷氨酰胺转胺酶热稳定性

作者：童理明; 刘松; 李江华^*; 堵国城; 陈坚

来源：食品与生物技术学报, 2018, 37(12): 1278-1283.

• 谷氨酰胺转胺酶
• 蛋白质折叠自由能
• 定点突变
• 热稳定性

谷氨酰胺转胺酶(Transglutaminase,EC 2.3.2.13,TGase)广泛应用于食品、纺织等领域。为提高TGase的热稳定性,通过PoPMuSiC-2.1预测了降低Streptomyces hygroscopicus TGase分子折叠能的氨基酸位点,并构建了相应的突变体。PoPMuSiC-2.1预测结果显示,替换P132的氨基酸引起TGase折叠自由能下降的幅度最大。基于此,通过定点突变分别构建了低折叠自由能的突变体P132I、P132G、P132M、P132Q。酶学分析表明,P132I在50℃下的半衰期达到5.0 min,较野生酶提高31%;其它突变体则较野生酶提高2%～13.7%。此外,P132I和P132G比酶活亦分别较野生酶提高24%和12.4%,其它突变比酶活变化不明显。作用力分析发现,突变体P132I中较野生TGase增加两个氢键。上述结果表明,基于蛋白质折叠自由能分析的定点突变能有效地提高TGase的热稳定性与催化活性,氢键的增加可能是P132I热稳定性提高的原因之一。

• 单位
  江南大学; 工业生物技术教育部重点实验室; 生物工程学院