理性设计定点突变提高Streptomyces kathirae SC-1酪氨酸酶热稳定性  被引量:1

Enhancement of the Thermostability of Streptomyces kathirae SC-1 Tyrosinase by Rational Sign and Empirical Mutation

在线阅读下载全文

作  者:郭静[1,2] 饶志明[1,2] 杨套伟[1,2] 满在伟[1,2] 张显[1,2] 徐美娟[1,2] 李星 

机构地区:[1]江南大学工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122 [2]江南大学生物工程学院,江苏无锡214122

出  处:《食品与生物技术学报》2017年第9期906-911,共6页Journal of Food Science and Biotechnology

基  金:国家自然科学基金项目(31300028);国家863计划项目(2015AA021004);国家973计划项目(2012CB725202);江苏高校优势学科建设工程资助项目;111引智计划(111-2-06);江苏省现代发酵工业协同创新中心项目

摘  要:利用SWISS-MODEL在线服务器以栗色浑圆链霉菌(Streptomyces castaneoglobisporus)酪氨酸酶(PDB登录号:2AHL)为模板对S.kathirae酪氨酸酶的3-D结构进行同源模拟。使用在线预测软件PoPMuSiC-2.1计算酪氨酸酶每个突变氨基酸的去折叠自由能变化(ΔΔG)来辅助设计提高酪氨酸酶的稳定性,利用定点突变构建突变体,并且在大肠杆菌中对野生型酪氨酸酶及突变体进行表达,最终获得了两个热稳定性提高的突变体R95Y、G123W。在此基础上进行复合突变,获得了一个热稳定性显著提高的突变体R95Y/G123W。该突变体在60℃的半衰期提高了2.43倍,最适反应温度由45℃提高到50℃,本研究所用的基于蛋白质结构的理性设计提高稳定性的策略也可以应用于其他工业酶类,显示了良好的应用前景。Homology modeling of tyrosinase was performed using the SWISS-MODEL based on the known crystal structure of tyrosinase from S. castaneoglobisporus(PDB No. 2 AHL). The POPMuSiC algorithm was applied to predict the folding free energy change(ΔΔG) of amino acid substitution.Site-directed mutagenesis was used to construct mutants at Arg95 Tyr and Gly123 Trp. The mutant and wild-type enzymes were expressed in Escherichia coli(DE3). As compared to the wild-type tyrosinase,all the mutant enzymes showed improved thermal properties. The mutant with combined substitution(Arg95 Tyr/Gly123 Trp) showed the most pronounced shifts in temperature optima,which was about 5 ℃ upward,and the half-life for thermal inactivation at 60 ℃ was increased by 1.5 times.The structure-based rational design strategies in this study may also provide further insight into the thermostability of other industrial enzymes and suggest further potential industrial applications.

关 键 词:酪氨酸酶 氢键 定点突变 热稳定性 理性设计 POPMuSiC 

分 类 号:Q55[生物学—生物化学]

 

参考文献:

正在载入数据...

 

二级参考文献:

正在载入数据...

 

耦合文献:

正在载入数据...

 

引证文献:

正在载入数据...

 

二级引证文献:

正在载入数据...

 

同被引文献:

正在载入数据...

 

相关期刊文献:

正在载入数据...

相关的主题
相关的作者对象
相关的机构对象