分子改造提高多铜氧化酶的应用特性

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:henauvic
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生物胺是存在于发酵食品中的一类有机物,过量摄入会危害人体健康。多铜氧化酶中的某些酶具有降解多种生物胺的活性,在减控发酵食品中的氨(胺)类危害物方面具有良好的应用前景。多铜氧化酶家族中可降解生物胺的酶在降解生物胺方面还存在催化效率低、耐受性(耐酸、耐高渗等)差等问题,且都是胞内表达。因此,提高多铜氧化酶的催化效率、耐受性和实现多铜氧化酶的分泌表达可为推进酶法减控食品中生物胺的工业化生产和应用奠定基础。本研究以来源于解淀粉芽孢杆菌的多铜氧化酶MCOB为研究对象,结合定点单突变和复合突变提高了其催化效率和对盐的耐受性,从而改善了对组胺的降解效果;通过N端融合信号肽成功实现了MCOB在大肠杆菌中的分泌表达,并进一步优化了MCOB的胞外表达水平。主要研究结果如下:(1)定点单突变提高多铜氧化酶的催化效率。成功构建了MCOB的两个单突变体T317N和L386Y,它们在大肠杆菌中的表达水平为1126.5和1093.7 U?L-1,分别是野生型的1.65和1.60倍。通过分析突变体的酶学性质发现,T317N和L386Y的催化效率(Kcat/Km)分别为10.52和14.19 L?μmol-1?s-1,比野生型提高了43.0%和94.0%;T317N和L386Y的比活力分别为4.63和5.72 U?mg-1,分别是野生型的1.39和1.72倍。突变体T317N、L386Y和野生型MCOB的最适反应pH都为3.0,最适反应温度都为55°C。单突变体在不同pH条件下的稳定性都较野生型有所提高,但它们在不同温度下的稳定性略有降低。(2)定点复合突变提高多铜氧化酶的耐盐性。在单突变体的基础上,成功构建了MCOB的双突变体T317N/L386Y、三突变体T317N/L386Y/S427E和T317N/L386Y/A110E,以及四突变体T317N/L386Y/S427E/A110E。双突变体T317N/L386Y和三突变体T317N/L386Y/S427E的催化效率均比野生型MCOB有显著提高,分别是野生型的2.16倍和1.95倍;其他复合突变体的催化效率则有所降低。此外,三突变体T317N/L386Y/S427E对盐的耐受性较野生型有显著提高,其对15%NaCl的耐受性比野生型MCOB的提高了61.3%。复合突变体的最适反应pH和最适反应温度未发生改变,它们在不同pH条件下的稳定性都较野生型有所提高,在不同温度条件下的稳定性都较野生型有所降低。对盐耐受性最好的MCOB突变体T317N/L386Y/S427E在p H4.5且含有15%NaCl体系中降解组胺的效果明显好于野生型。当所用酶量为15000 U?L-1时,三突变体T317N/L386Y/S427E对组胺的降解率为29.4%,比野生型MCOB的降解率提高了40.0%。(3)多铜氧化酶的分泌表达。通过N端融合信号肽PhoA成功实现了MCOB在大肠杆菌中的分泌表达,胞外酶活达到69.8 U?L-1。诱导条件优化使胞外MCOB酶活达105.2 U?L-1,比优化前提高了50.7%。最适诱导条件为:温度为25°C、IPTG浓度为0.05mmol?L-1、菌体OD600值为1。之后采用诱导6 h时添加150 mmol?L-1甘氨酸使胞外MCOB水平进一步提高,发酵40 h胞外酶活达238.1 U?L-1,是优化前的3.4倍。
其他文献
公差分析是指在满足产品功能、性能、外观和可装配性等要求的前提下,合理地定义与分配零件和产品的公差,优化产品设计,从而以最低的成本生产制造出合格产品,它对于降低产品成
旅游开发活动,尤其是生态旅游对生态环境的依存度很高,进行生态旅游开发的区域往往是生物多样性丰富的区域。不适当的旅游开发活动将不可避免地会对区域内的生物多样性带来不
随着国家战略及经济的快速发展,对交通运输的要求越来越高,越来越多的公路、铁路得以规划和修建。我国是一个多山国家,尤其是在西南部山区,高原起伏,山脉连绵,为了保证道路最
以截干、喷施激素、锯末围穴三种促萌复幼处理方式的不同组合对水曲柳2年生幼苗进行处理,以所萌生枝条的顶芽及腋芽作为外植体,探讨各种处理对水曲柳幼苗复幼-微繁体系的影响
本文研究正则化3维非自治非线性粘性流体方程组解的长时间动力学行为.首先证明了方程组解的存在唯一性,并给出解的一致先验估计.其次讨论了方程组生成过程{Uf(t,τ)},f∈H(f0)的
随着我国西部大开发的进行,西部地下及隧道工程逐渐向西藏高原发展,大埋深、高地应力、高地温等复杂地质条件已经成为了建设者以及科研人员面临的重大问题。高地温地质条件不
为了探明龙岩烟区植烟土壤主要养分的丰缺状况及其时空变异特点,以及植烟土壤重金属含量的空间分布状况,本项目采用GIS技术及地统计学方法,首次对龙岩烟区植烟土壤主要养分的
持久性有机污染物广泛存在于环境中,并极易进入人类和动物体内,对人类和动物有着不可预估的潜在危害,因此分析检测环境水样、食品样品和生物样品中残留的痕量持久性有机物污
随着雾霾的灾害性逐渐被人们揭开,其现已成为制约我国局域经济发展、危害人民身体安全、破坏我国可持续发展战略的凶手。面对日渐频繁的雾霾灾害,如何建立实时准确的雾霾监测
近十几年以来,分数阶微分方程在物理学、单神经元模拟、材料科学和生物学等科学领域有着广泛的应用.随着分数阶微分方程在越来越多的科学领域内出现,无论是对分数阶微分方程