領(lǐng)學(xué)術(shù)科研之先，創(chuàng)食品科技之新
—— 中國食品雜志社
為提高巨大芽孢桿菌谷氨酸脫羧酶活性，通過定向進(jìn)化技術(shù)對其進(jìn)行酶工程改造。經(jīng)過二輪易錯聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從13 000 多個突變株中篩選到突變株A5-3、E2-4、E3-11，相對于野生型，其酶比活力提高了157%、115%、97%，且Kcat/Km都有所增大。其中A5-3氨基酸序列發(fā)生了2 個突變（A55D和D451E）。三維模擬結(jié)果表明，第55位丙氨酸突變?yōu)樘於彼岷芸赡転槊复俜磻?yīng)提供H＋，從而加快酶促反應(yīng)效率；突變株E2-4第34位由亮氨酸突變成谷氨酰胺，一定程度上改善了酶的熱穩(wěn)定性；突變株E3-11的第325位由丙氨酸突變成絲氨酸有利于蛋白內(nèi)部形成更多氫鍵，增大了該部位的柔性，更有利于氨基酸殘基之間發(fā)生相互作用。圓二色譜分析表明，突變株與野生型具有相似的三維結(jié)構(gòu)，相比于野生酶，突變酶的α-螺旋減少，無規(guī)則卷曲增加，說明突變酶剛性有所下降而柔性增加。利用定向進(jìn)化技術(shù)可以明顯改善谷氨酸脫羧酶的酶活性，為其工業(yè)化的應(yīng)用提供實驗參考。
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