极端古细菌来源糊精脱支酶的生物信息学分析与高效制备

作者：王璐潇; 王亚梅; 班宵逢; 李才明; 顾正彪; 李兆丰^*

来源：长沙理工大学学报, 2022, 19(04): 99-107.

DOI：10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.04.010

• 糊精脱支酶
• 极端古细菌
• 生物信息学分析
• 异源表达
• 高效制备

【目的】丰富淀粉脱支酶酶制剂种类，充分利用淀粉质资源，实现葡萄糖、麦芽糖、环糊精等淀粉深加工产品的高效制备，开发挖掘一种来源于极端古细菌Thermococcus gammatolerans（以下简写为T. gammatolerans）的糊精脱支酶基因。【方法】利用多种生物信息学分析工具对T. gammatolerans糊精脱支酶进行理化性质分析和结构预测；利用分子生物技术实现T. gammatolerans糊精脱支酶在大肠杆菌中的胞外分泌表达，并通过优化发酵温度、发酵时间以及诱导剂添加量来提高酶产量。【结果】T. gammatolerans糊精脱支酶是一种稳定性较高的亲水蛋白质，其氨基酸序列中不包含信号肽；将酶的DNA序列构建至含信号肽的pET-20b（+）载体中可实现T. gammatolerans糊精脱支酶在大肠杆菌BL21(DE3)中的表达和胞外分泌。T. gammatolerans糊精脱支酶的最优发酵条件为：将37℃温度条件下培养12 h的种子液接种到TB培养基中，在添加终浓度为0.01mmol/L的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（isopropyl-β-D-thiogalactoside,IPTG）后，在25℃温度条件下进行84 h诱导表达。在该条件下T. gammatolerans糊精脱支酶的胞外酶活力达到了326.0 U/mL，为重组酶初始活力的1.36倍。【结论】T. gammatolerans糊精脱支酶具有优良的理化性质和较高的表达水平，在淀粉糖工业生产中具有潜在应用价值。

• 单位
  食品科学与技术国家重点实验室; 江南大学