D-半乳糖底物特异性木糖还原酶的挖掘及其在D-塔格糖合成中的应用

D-塔格糖是一种稀有的具有特殊保健功能的天然食品甜味剂。目前,以D-半乳糖为底物,基于异构化途径的D-塔格糖生物合成受到基本的热力学平衡限制,底物转化率较低;而基于氧化还原途径,可通过热力学耦合辅因子避免不必要的逆反应,具有更高的理论转化率;但现有氧化还原途径中关键酶醛糖还原酶底物谱广,对D-半乳糖底物特异性低,是制约此合成工艺发展的瓶颈。该研究以Scheffersomyces stipitis CBS 6054来源木糖还原酶(xylose reductase, XR)SsXR为模板,基于氨基酸同源性分析,从美国国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information, NCBI)中筛选出11个同源序列,并分别对其进行同源建模和分子对接,以D-半乳糖与蛋白分子的结合自由能、作用位点处氨基酸距离为主,结合底物在蛋白口袋中的深度及契合程度等要素筛选到对D-半乳糖特异性最佳的Spathaspora gorwiae来源SgXR。将SsXR和SgXR分别引入大肠杆菌中异源表达并进行酶学性质研究。结果显示,二者均为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氢(...     

基于脯氨酸理论提高枯草芽孢杆菌脂肪酶A的热稳定性

以枯草芽孢杆菌脂肪酶A(LipA)为研究对象,根据从RCSB数据库中获取的晶体结构,采用分子动力学模拟和分子生物学实验相结合的方法进行脂肪酶热稳定性位点突变的理性设计。首先,利用分子动力学模拟获得晶体结构中柔性较高的Loop区域;进而,结合"脯氨酸理论",将位于该区域附近的Gly残基突变为Pro,分析引入Pro突变对LipA热稳定性的影响,筛选得到Gly52和Gly158两个突变位点;最后,通过定点突变操作对突变株LipAG52P和LipAG158P进行热稳定性实验验证。结果显示,突变株LipAG52P、LipAG158P的比活力分别是野生型LipA的5.6倍和2.7倍,Tm值分别提高了15℃和7℃,催化效率分别提高了85%和22%。     

耐辐射奇异球菌R12海藻糖合成酶基因的克隆与表达

耐辐射奇异球菌(Deinococcus wulumuqiensis)R12在环境胁迫下具有合成海藻糖的能力。采用PCR方法从耐辐射奇异球菌R12基因组中分离得到分子量约1 700bp的海藻糖合成酶基因,为验证其功能而在大肠杆菌中进行了表达,经IPTG诱导表达出约66kDa的目的蛋白。经酶活检测发现,目的蛋白能够催化麦芽糖一步合成海藻糖。以30%麦芽糖为底物反应1h,进行海藻糖转化实验,结果表明,重组海藻糖合成酶的最适反应温度为35℃、最适反应pH值为8.0,转化率达67%,具有较高的应用价值。