大肠杆菌酸性磷酸酶的克隆表达与应用研究

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大肠杆菌酸性磷酸酶由四个约为26-KDa的同源亚基构成,该酶不但具有磷酸水解活性,也具有磷酸转移酶活性,在合适的条件下,能将低能磷酸基团转移到核苷的羟基上,具有较大的应用价值。   以大肠杆菌K-12基因组为模板扩增出了酸性磷酸酶基因AphA,并构建出了表达载体pET-28a-AphA,经过测序鉴定正确后,转化入大肠杆菌BL21(DE3)中,构建出重组菌E-AphA。对该重组菌株进行诱导表达,通过SDS-PAGE分析发现,目标酶蛋白表达量不多。去掉基因编码自身信号肽的序列,重新构建出重组菌E-dAphA,28℃在IPTG诱导下进行表达,目标酶蛋白表达量明显增加。经酶谱分析发现,完整AphA基因所表达的带有信号肽的酶蛋白并无酸性磷酸酶的活性,只有正确切割掉该酶蛋白的信号肽才表现出酸性磷酸酶的活性,去掉基因信号肽序列重新构建的重组菌株表现出很强的酶活,总体来说去掉该酶信号肽序列后构建的重组菌株表达量更多,表达更稳定。   重悬菌能以pNPP及各种5核苷酸为底物进行磷酸水解反应。研究表明:该菌的磷酸水解最适温度为55℃,最适pH为5.0,pNPP为最佳的磷酸供体。加入EDTA能明显抑制酸性磷酸酶的水解活性,表明该酶的磷酸水解活性需要金属离子激活。   以重悬菌E-dAphA为粗酶,pNPP为磷酸供体,研究了温度、pH、二价金属离子对肌苷转化为肌苷酸的影响。结果表明:转化反应的最佳反应温度为37℃,最佳体系pH为4.0~6.0,此时肌苷酸的产率最高能达到30%左右,但其后生成的肌苷酸又会被完全水解。在反应液中加入5mM的EDTA,即可抑制酶的水解活力,减缓肌苷酸的降解速率。   利用重悬菌液做酶液,pNPP为磷酸供体,利用该酶对腺苷及尿苷进行磷酸转移反应。结果表明,腺苷酸和尿苷酸都能达到15%左右的转化率,证明酸性磷酸酶对核苷有广泛的磷酸转移酶活性,具有较高的研究价值。  
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