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莱茵衣藻细胞色素P45055B1属于NO还原酶,在NADH提供电子下将NO还原为N2O。NO广泛分布于动植物体内且具有特殊的生物学功能,但NO浓度很低且半衰期短,准确检测NO浓度具有极大的挑战性。本文通过异源系统表达了细胞色素P45055B1,采用光谱法研究了NO与细胞色素P45055B1的相互作用,并建立了NO荧光检测法。本文研究分为以下几个部分: 1.采用NCBI检索了莱茵衣藻细胞色素P45055B1(CYP55B1)的氨基酸序列,生物信息学分析该蛋白为可溶性蛋白,分子量约44 kD,等电点为6.74,通过同源建模的方法构建了天然状态下CYP55B1的三级结构模型,PROCHECK评估该模型有很好的可靠性。 2.采用重叠PCR扩增cyp55b1的开放阅读框,构建了真核表达载体pPIC9-55b1,摸索了不同pH和不同时间下CYP55B1在毕赤酵母GS115中的表达,实现了胞内表达和分泌表达,pH5的培养基中表达48 h后CYP55B1的分泌表达量为166 nmol/g,pH6的培养基中表达36 h后CYP55B1胞内表达的量为41.84 nmol/g,表达量很低且不稳定。 3.构建了原核表达载体pET28a-55b1,实现了CYP55B1在大肠杆菌中的表达,在28℃条件下,用1 mmol/L IPTG诱导表达22 h后上清中CYP55B1的含量为1597.6 nmol/g,纯化后得到蛋白的量为133.85 nmol/g,通过SDS-PAGE及western-blot分析,确定蛋白条带在45-66 kD之间,与生物信息学预测的结果相符。 4.采用荧光光谱法和紫外可见光谱法研究了NO及NADH与CYP55B1的相互作用。结果表明,NO与CYP55B1的结合引起整个蛋白质的构象变化导致色氨酸所处的疏水性环境增强;而NADH与CYP55B1的结合引起整个蛋白质的构象变化导致酪氨酸和色氨酸所处的疏水性环境都增强。随着NO的加入,铁卟啉的荧光强度增加,且在NO浓度不超过18μmol/L时,其线性关系为:F-F0=0.1456CNO(μmol/L)+0.0675,由此构建了NO的荧光检测法,通过双倒数法计算得出解离常数Kd=7.742×10-5 mol/L,表明CYP55B1对NO具有较强的亲和力,且干扰因子(CO、GSH、双氧水、KNO3、L-Arg、NaNO2和抗坏血酸)对于NO检测的影响甚微。而NADH的加入对铁卟啉荧光强度几乎没有影响。同时本文应用光谱法验证了CYP55B1对NO的催化机制。