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《复旦大学》 2009年
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11家族木聚糖酶的热稳定性与结构特征的关联研究

游淳  
【摘要】: 蛋白质的三维结构决定其功能,二硫键,离子对,疏水作用等结构因素都会影响蛋白质的热稳定性。大量的晶体结构研究表明,嗜温性和嗜热性的蛋白质内部疏水区域的序列和结构很保守,这表明嗜温性的蛋白质内部疏水核心的氨基酸同样堆积得非常有效,以保证其结构的稳定及功能的行使。在蛋白质内部疏水区域的点突变常常会破坏这种堆积效果,从而导致蛋白质热稳定的降低。因此目前对于蛋白质热稳定性提高的点突变大多数都是发生在蛋白质的表面。 本论文第一次报道了在蛋白质内部疏水区域的两个半胱氨酸之间的疏水结合提高了蛋白质的热稳定性。本论文通过定向进化和定点突变鉴定了来源于Neocallimastix patriciarum的木聚糖酶C(XynC)内部疏水核心的一个点突变(G201C),该点突变导致该突变体的热稳定性明显提高,同时酶的比活也显著提高。在该突变体中,201位和50位的半胱氨酸所形成的疏水结合是导致热稳定性提高的主要原因。突变体的SDS-PAGE和自由巯基的测定均表明50,201位的半胱氨酸之间并不形成二硫键。这表明半胱氨酸不但可以通过形成二硫键,还能通过其本身的强疏水性质提高蛋白质的稳定性。在50和201位点上为半胱氨酸的G201C和C60A-G201C两个突变体比本研究中其余的木聚糖酶突变体的热稳定性都要高。通过圆二色光谱分析,G201C的T_m值比野生型提高了9度,C60A-G201C提高了12度。经过酶活测定,G201C和C60A-G201C在所有的温度和pH值所测定的比活都要比野生型高,在72度,C60A-G201C的酶活是野生型的6倍。这表示C60A-G201C突变体酶在工业应用中具有比野生型更加广阔的应用前景。该实验结果提示我们可以通过改变蛋白质内部氨基酸的疏水性从而改变蛋白质的热稳定性,为后来的蛋白质理性设计提供新的思路和方向。 另一方面,一些外界因素同样有可能导致酶的热稳定性发生变化,在这些外界因素中,底物一直被认为能够通过稳定酶的活性中心而使酶在高温下稳定。虽然底物对酶的热稳定作用是被报道得较多的,但通过点突变提高底物对蛋白质的热稳定作用却很少被报道。本研究中,我们将XynC活性中心的57位的Asp突变为Asn。在底物不存在的情况下,XynC和D57N突变体的热稳定性是相同的;但是在底物存在的情况下,底物却能更好的稳定D57N突变体,使其表现出比野生型更高的热稳定性。突变体中的Asn57,Glu202与底物分子之间可能存在的氢键导致底物能更好的稳定突变体。该结果表明,酶在底物存在时的热稳定性同样可以改造的,这就为以后通过定向进化或理论设计提高工业用酶的热稳定性指出了另一种方向:通过增强底物对酶的稳定作用而使酶的热稳定性提高。这种突变体的获得一方面可以满足于工业生产的需要,另一方面为了解底物和酶的结合机制提供了理论模型。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:Q55

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【引证文献】
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【参考文献】
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1 丁彦蕊;蔡宇杰;须文波;;氢键与蛋白质耐热性关系的研究[J];计算机与应用化学;2007年05期
【共引文献】
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1 朱灵峰;张召跃;王海燕;张乐;雷书凤;周岳溪;王业耀;;真菌传统分离方法及应用研究进展[J];安徽农业科学;2010年30期
2 王艳君;杨谦;;来源于角毛壳菌的木聚糖酶xyn24基因克隆及特性[J];东北林业大学学报;2011年09期
3 江正强;杨绍青;闫巧娟;李里特;程少博;;嗜热拟青霉固体发酵产木聚糖酶的纯化和性质[J];工业微生物;2006年03期
4 魏芳;林燕环;叶冰莹;张积森;陈由强;;甘蔗根际土壤产木聚糖酶菌株的筛选及鉴定[J];亚热带农业研究;2011年03期
5 聂文秀;;木聚糖酶的分类及其在面包烘焙中的应用[J];广州化工;2013年01期
6 付正;张华山;曾小英;熊海容;;嗜热真菌木聚糖酶1YNA的表达和定点突变[J];湖北农业科学;2011年07期
7 崔罗生;祝茂生;徐顺清;朱辉;梁运祥;张忠明;;黑曲霉木聚糖酶基因(xynA)在大肠杆菌中的表达及酶学分析[J];华中农业大学学报;2009年01期
8 陈路清;张秀艳;唐彦捷;何国庆;阮晖;陈启和;;嗜热酶的稳定机制和稳定策略的研究进展[J];科技通报;2008年06期
9 程中山;潘嘉慧;唐文成;陈其津;林永成;;红树林真菌的生物多样性和生物工程应用潜力(英文)[J];Journal of Forestry Research;2009年01期
10 江华;;气体鼓泡强化超滤分离木聚糖酶和β-木糖苷酶[J];膜科学与技术;2008年06期
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1 史宝军;陈丽芝;崔细鹏;胡悦;吕东海;周镇峰;;木聚糖酶酶学特性及其催化功能的研究进展[A];饲料营养研究进展——第五届全国饲料营养学术研讨会论文集[C];2006年
2 Je-Ruei Liu;;Molecular Cloning and Characterization of Rumen Fungal Xylanolytic Enzymes[A];饲料酶制剂的研究与应用[C];2009年
3 史宝军;崔细鹏;王敏;鲍淑青;;木聚糖酶酶学特性及其催化功能的研究进展[A];饲料酶制剂的研究与应用[C];2009年
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1 朱汇源;木聚糖诱导条件下黑曲霉特异基因表达分析及高表达碱性木聚糖酶产黄青霉菌株构建研究[D];山东大学;2010年
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3 王柏婧;古细菌Aeropyrum pernix K1嗜热酶的催化活性和稳定性研究[D];吉林大学;2004年
4 张秀艳;β-葡聚糖酶的定向进化及热稳定性研究[D];浙江大学;2006年
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6 侯运华;适冷海洋青霉纤维素酶和半纤维素酶分子生物学研究[D];山东大学;2006年
7 韩燕峰;中国拟青霉属的系统学及部分菌株的致病性研究[D];贵州大学;2007年
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2 沈麟;分子突变改善扩展青霉脂肪酶的耐热性[D];福建师范大学;2009年
3 胡彪;酶法制备苹果渣低聚木糖的研究[D];中南林业科技大学;2010年
4 蒋文明;大豆豆皮黑曲霉ATCC16404固体发酵产木聚糖酶及制备低聚木糖的研究[D];暨南大学;2011年
5 蔡红英;青霉来源的半纤维素酶基因的克隆与表达[D];中国农业科学院;2011年
6 赵艳雨;碱性造纸废液微生物木聚糖酶的基因克隆、表达及相关性质研究[D];中国农业科学院;2011年
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4 周理红,许梓荣;酶的失活机理及稳定化技术[J];浙江畜牧兽医;2004年06期
5 卢廷利,卢廷保;鸡法氏囊病流行新特点及防治对策[J];当代畜牧;2003年03期
6 张祥令;苏敏;黄悦;胡蓉;李红;许爱萍;;石蜡包埋制作猫眼球切片方法的改良[J];第三军医大学学报;2011年15期
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9 顾旭炯;刘璘;楼坚;张承丽;;硅藻土共固定化淀粉酶和糖化酶的研究[J];饲料工业;2006年18期
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2 汤立平;木聚糖酶的性质及在酿酒方面的应用[N];中国食品安全报;2011年
3 ;木聚糖酶的性质及在酿酒方面的应用[N];中国食品安全报;2011年
4 ;木聚糖酶的性质及其在酿酒方面的应用[N];中国食品安全报;2011年
5 廖建国;IF钢板中碳化物热稳定性及其在产品开发中的应用[N];世界金属导报;2002年
6 本报记者 秦宜德;狄威电热地暖创造舒适生活[N];中国房地产报;2004年
7 中国农业大学 陆文清博士;评价饲料酶质量的5种指标[N];中国畜牧报;2005年
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10 晓勇;陶瓷品种知多少[N];中国建材报;2004年
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1 游淳;11家族木聚糖酶的热稳定性与结构特征的关联研究[D];复旦大学;2009年
2 杨浩萌;来源于橄榄绿链霉菌A1的木聚糖酶XYNB的分子改良[D];中国农业科学院;2006年
3 何军;高效木聚糖酶基因工程菌的构建及重组酶酶学性质与功效研究[D];四川农业大学;2009年
4 孙建义;耐热木聚糖酶杂合基因的构建、表达及产物的酶学特性研究[D];浙江大学;2003年
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1 孙军亭;宇佐美曲霉木聚糖酶基因的改造及表达[D];江南大学;2009年
2 李运峰;末端氨基酸残基去除对黑曲霉木聚糖酶XynⅢ热稳定性影响[D];河南农业大学;2010年
3 陈国仁;扩展青霉脂肪酶的定点突变及随机突变[D];福建师范大学;2005年
4 付长城;溶胶—凝胶法制备稀土配合物/SiO_2发光材料的研究[D];中南大学;2005年
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6 张永章;稀土元素对CuZrAl系块体非晶合金形成能力的影响及力学性能研究[D];广东工业大学;2006年
7 彭彪林;稀土元素对镁基块体非晶合金玻璃形成能力的影响及晶化动力学研究[D];兰州理工大学;2006年
8 杨春清;Ce-Zr复合氧化铝材料的制备及其负载Pd催化剂三效催化性能的研究[D];浙江大学;2007年
9 林休休;含均三嗪环的树状大分子的合成、表征及性能[D];苏州大学;2007年
10 叶春生;含硅阻燃环氧树脂合成及性能的研究[D];武汉理工大学;2009年
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