游动放线菌Actinoplanes sp.SE50/110中阿卡波糖脱氧氨基糖单元的生物合成

摘要：

[目的]解析Actinoplanes sp.SE50/110(简称SE50/110)中阿卡波糖脱氧氨基糖单元的生物合成机制.[方法]经过BLASTp分析,推测了AcbA、AcbB和AcbV负责阿卡波糖脱氧氨基糖单元的生物合成.首先,本研究在SE50/110中分别构建了acbA、acbB和acbV的同框缺失和回补突变株.然后,利用大肠杆菌BL21 (DE3)/pGr07分别对AcbA、AcbB和AcbV成功实现了可溶性表达.最后,以D-葡萄糖-1-磷酸为起始底物,通过体外催化反应,研究脱氧氨基糖单元的生物合成过程和相关蛋白的酶学性质.[结果]在SE50/110中分别缺失acbA、acbB和acbV基因后,相应突变株均丧失了阿卡波糖的合成能力,将acbA、acbB和acbV基因分别回补后,各菌株又恢复了阿卡波糖的合成能力,证明了它们均为阿卡波糖生物合成的必需基因.在体外酶促反应中,D-葡萄糖-1-磷酸-胸腺嘧啶转移酶AcbA催化D-葡萄糖-1-磷酸和dTTP合成dTDP-D-葡萄糖,对D-葡萄糖-1-磷酸的Km值为(0.185±-0.053) mmol/L,Vmax为(2.366±0.217) μmol/(min·mg);对dTTP的Km值为(4.964±1.089) mmol/L, Vmax为(60.310±5.419) μmol/(min·mg).dTDP-D-葡萄糖-4,6-脱水酶AcbB催化dTDP-D-葡萄糖转化为dTDP-4-酮基-6-脱氧-D-葡萄糖,Km值和Vmax分别为(0.353±0.089) mmol/L和(306.401±28.740) μtmol/(min·mg).氨基转移酶AcbV催化dTDP-4-酮基-6-脱氧-D-葡萄糖生成dTDP-4-氨基-4,6-双脱氧-D-葡萄糖,Km值和Vmax分别为(1.411±0.293) mmol/L和(3.447±0.279) μmol/(min·mg).[结论]本研究阐明了阿卡波糖脱氧氨基糖单元的生物合成过程,为全面解析阿卡波糖生物合成途径奠定了基础.同时,测定了相关酶的动力学参数,为代谢工程改造SE50/110,提高阿卡波糖产量提供了重要的理论依据.

关键词：阿卡波糖、脱氧氨基糖、生物合成、酶促反应

所属期刊栏目：60

资助基金：国家自然科学基金31830104

在线出版日期：2020-04-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：118-134