利用脯氨酸效应提高短乳杆菌谷氨酸脱羧酶的热稳定性

作     者：方卉 吕常江 花雨娇 胡升 赵伟睿 方文姬 宋奎 黄俊 梅乐和 Hui Fang;Changjiang Lü;Yujiao Hua;Sheng Hu;Weirui Zhao;Wenji Fang;Kui Song;Jun Huang;Lehe Mei

作者机构：浙江科技学院生物与化学工程学院浙江杭州310023 浙江大学宁波理工学院生物与化学工程学院浙江宁波315100 

基　　金：国家自然科学基金(Nos.31470793 31670804 31240054) 浙江省自然科学基金(Nos.LY16B060008 LZ13B060002)资助~~ 

出 版 物：《生物工程学报》 (Chinese Journal of Biotechnology)

年 卷 期：2019年第35卷第4期

页      码：636-646页

摘      要：以磷酸吡哆醛为辅酶的谷氨酸脱羧酶(Glutamate decarboxylase,GAD),能专一、不可逆地催化L-谷氨酸脱去α-羧基生成γ-氨基丁酸。为了提高GAD热稳定性为目标,本研究通过与嗜热古细菌Thermococcus kodakarensis中GAD氨基酸序列的比对及引入脯氨酸策略,最终在短乳杆菌Lactobacillus brevis CGMCC No.1306的GAD突变体中筛选得到热稳定性提高的突变酶G364P。结果显示,突变酶G364P在55℃的半衰期以及半失活温度分别比野生酶提高19.4 min和5.3℃,并且突变酶G364P的催化效率与野生酶相比没有明显变化。此外,利用分子动力学模拟来验证突变对蛋白质热稳定性的影响,突变酶G364P的均方根偏差(Rootmeansquare deviation,RMSD)以及含G364的loop区域均方根涨落(Root mean square fluctuation,RMSF)均比野生酶低,引入脯氨酸增加了364位氨基酸与相邻氨基酸的疏水相互作用。文中通过引入脯氨酸成功提高了L. brevis中GAD的热稳定性,同时也为其他酶热稳定性的理性设计提供了方法学指导。

主 题 词：谷氨酸脱羧酶 脯氨酸 γ-氨基丁酸 短乳杆菌 热稳定性 分子动力学 

学科分类：071010[071010] 081704[081704] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 071007[071007] 090102[090102] 0710[理学-生物科学类] 0831[工学-公安技术类] 1001[医学-基础医学] 0817[工学-轻工类] 0901[农学-植物生产类] 0836[0836] 

核心收录：

D　O　I：10.13345/j.cjb.180390

馆 藏 号：203624191...