简单节杆菌3-甾酮-△1-脱氢酶基因的克隆表达及定点突变研究

摘要：

目的:将来源于简单节杆菌的3-甾酮-△1-脱氢酶(3-ketosteroid-Delta(1)-dehydrogenase,KSDD)在大肠杆菌中进行表达,获得具有活性的脱氢酶;利用计算机预测KSDD的三级结构,并通过定点突变确定酶的关键位点以期优化脱氢酶的活性及性质.方法:克隆简单节杆菌编码KSDD的基因ksdd构建原核表达载体,以Escherichia coli BL21 (DE3)为表达宿主构建重组菌并诱导表达,HPLC法检测重组酶催化4-AD脱氢的转化率;通过SWISS-MODEL同源建模分析KSDD结构,对预测的催化关键位点氨基酸残基进行定点突变并研究突变后重组酶的活性变化.结果:成功构建了表达脱氢酶KSDD的重组菌E coli pET-22-ksdd,21℃下诱导表达后,重组酶对4-AD的转化率为27％;通过SWISS-MODEL同源建模预测出脱氢酶结构并对4个关键位点进行定点突变设计,获得突变子Y120R、Y320L、Y488F和G492Y.突变子Y120R和Y488F失活,证明其为酶的活性位点;突变子Y320L的转化率与野生型基本一致,但37℃反应条件下稳定性有所提高;突变子G492Y对4-AD的转化率是野生型的1.2倍,37℃条件下稳定性有所提高,是突变后氨基酸位点疏水性增加和周围静电作用改变所导致.结论:目前对简单节杆菌3-甾酮-△1-脱氢酶结构分析及催化机理相关的研究较少,本研究验证了KSDD的活性位点,优化了酶的稳定性,为进一步对酶的性质进行定向改造打下了基础.

关键词：3-甾酮-△1-脱氢酶、简单节杆菌、同源建模、定点突变

所属期刊栏目：17

分类号：Q75;Q78(分子遗传学)

资助基金：国家自然科学基金项目21476124

在线出版日期：2017-09-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：4801-4806