Ⅱ型葡萄糖异构酶N端随机卷曲序列的嫁接效应

作者：邓辉; 王广林; 陈乃东; 陈乃富

来源：中国生物化学与分子生物学报, 2016, 32(08): 953-961.

DOI：10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.14

• 融合蛋白
• Ⅱ型木糖/葡萄糖异构酶N端序列
• 嫁接效应
• 序列分析

木糖/葡萄糖异构酶(xylose/glucose isomerase,XIase/GIase)是果葡糖浆生产的关键用酶,也是重要的模式酶,其组成域的结构和功能一直是研究的热点。本研究采用重叠PCR技术将源自超嗜热菌Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus的Ⅱ型葡萄糖异构酶(TTGIase)N端31个氨基酸序列融合到嗜热菌Thermobifida fusca的I型葡萄糖异构酶(TFGIase)的N端,构建了融合蛋白NTFGIase。发酵实验结果显示,在相同培养和诱导条件下,N-TFGIase菌体单位浓度产酶量比TFGIase高出约40%;酶学检测结果显示,N-TFGIase比酶活较TFGIase高出26%,最适温度较TFGIase高出5℃,75℃下的半衰期较TFGIase延长30%,最适p H较TFGIase降低1.0。序列分析表明,TTGIase N端序列的mRNA二级结构不形成有阻碍的颈环结构,提高了融合蛋白的表达效率;其含有的31个氨基酸残基的疏水性指数均小于0,利于融合蛋白的初始折叠和包装;其含有的酸性氨基酸残基比例约为碱性氨基酸残基比例的两倍,减小了酸性介质环境对融合蛋白分子表面的影响。实验结果提示,将来自超嗜热菌的Ⅱ型XIase/GIase的N端随机卷曲序列融合到I型XIase/GIase N端,能够提高后者的热稳定性、酸稳定性和表达效率等酶学性质,与我们的预测结果相一致,这为酶的分子改造和生产应用提供了参考。

• 单位
  中国科学院; 皖西学院