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末端氨基酸残基去除对黑曲霉木聚糖酶XynⅢ热稳定性影响

李运峰  
【摘要】: 微生物木聚糖酶广泛应用于纸浆生物漂白、饲料添加剂、面团改良、及功能性低聚木糖制造等。本实验室筛选的黑曲霉A-25是一株木聚糖酶高产菌株,由它分泌的β-1,4-内切木聚糖酶的最适温度为48℃、最适pH为3.8,不利于在高温高碱的生物工程环境下使用。 通过生物信息学和相关软件对本实验室的来自黑曲霉A-25木聚糖酶的三维结构进行了分子模拟后发现,该酶分子的N-端由5个氨基酸组成的残基和C-端2个氨基酸组成的残基处于游离状态,并没有参与木聚糖酶分子二级结构的形成。为了探究游离氨基酸对木聚糖酶热稳定性的影响,本实验通过PCR技术得到分别去除两端游离氨基酸的木聚糖酶突变基因,并在大肠杆菌表达系统中高效表达,对野生型原酶和稳定性高的突变蛋白进行了纯化,对突变酶的性质进行研究。 酶学性质分析发现,C-端去除两个氨基酸的突变酶——XynⅢ-2aa,最适温度为52℃,比野生型酶XynⅢ(48℃)提高了4℃,经50℃40min,52℃20min热处理后,残余酶活分别是79.4%,73.8%,而原酶分别是12.6%,2.2%,其最适反应pH没有变化。N-端去除5个氨基酸残基的突变酶XynⅢ-5aa的最适温度比原酶降低6℃,在42℃1h和45℃1h热处理后,残余酶活比原酶稍高,而最适反应pH并没有变化。 本研究通过去除没有参与酶分子结构形成的游离氨基酸残基来提高木聚糖酶的最适温度和热稳定性,为木聚糖酶的分子改造提供了一个新的思路。


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