近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所丁宏標(biāo)研究員領(lǐng)導(dǎo)的生態(tài)飼料研究團(tuán)隊(duì)將渾濁紅球菌糖合成酶基因?qū)氪竽c桿菌，構(gòu)建出重組海藻糖合成酶，每升發(fā)酵液可產(chǎn)生320mg可溶性目的蛋白，使大規(guī)模生產(chǎn)海藻糖合成酶成為可能。
海藻糖是一種非還原性二糖，它是由兩分子葡萄糖通過α, α-（1, 1）糖苷鍵連接而成。海藻糖和它的衍生物能夠作為一種保護(hù)劑幫助生物分子來抵抗多種環(huán)境壓力，如寒冷、熱激、脫水等。因此海藻糖可以被用來作為一種有效的添加劑應(yīng)用在食品、化妝品和醫(yī)藥等領(lǐng)域。
渾濁紅球菌是在自然界中廣泛存在的一種抗逆性很強(qiáng)的菌株，能代謝利用芳香族化合物和脂族烴，在有機(jī)溶劑中生長良好。其細(xì)胞膜表面的海藻糖酯在其抗逆性上表現(xiàn)出很大的作用。研究人員推斷在此菌體內(nèi)擁有合成海藻糖的途徑，并對(duì)這種推斷作出驗(yàn)證，然后探索目的蛋白的最佳誘導(dǎo)表達(dá)的條件。最后，對(duì)該基因的編碼產(chǎn)物以麥芽糖和海藻糖作為反應(yīng)底物進(jìn)行功能鑒定，并對(duì)表達(dá)的目的蛋白作出相關(guān)酶學(xué)性質(zhì)的分析。
研究結(jié)果表明，從渾濁紅球菌的基因組中克隆到一個(gè)完整的基因序列，該序列長度為1857bp，編碼618個(gè)氨基酸。以pRSET-B為表達(dá)載體，E.coli BL21（DE3）pLysS為宿主細(xì)胞時(shí)，能較高效的表達(dá)出目的蛋白，表達(dá)產(chǎn)物具有海藻糖合酶活性。最佳誘導(dǎo)條件：誘導(dǎo)前OD600為0.6，誘導(dǎo)劑IPTG濃度為0.5mM，溫度為25℃，誘導(dǎo)時(shí)間為6h。該重組酶的最適反應(yīng)pH為7.0，最適反應(yīng)溫度為25℃； 多種離子都可可以抑制海藻糖合成酶的活性，而1mM Ca2+ 和Mn2+有提高其表達(dá)活性的作用；EDTA對(duì)酶的抑制作用不明顯。重組酶具有一定的水解活性，在催化麥芽糖向海藻糖轉(zhuǎn)化的過程中有副產(chǎn)物葡萄糖的產(chǎn)生；葡萄糖是海藻糖合酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。
該研究成果發(fā)表于《蛋白期刊》（The Protein Journal）。（通訊員：王苑）
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