重组脱卤酶ST2570的共价固定化

【摘要】脱卤酶具有催化含卤素化合物中碳-卤键裂解的能力，属于水解酶的一种，目前在精细化工产业、环境污染治理和生物降解等方面发挥重要作用。从嗜热古细菌Sulfolobustokodaii中获取的ST2570脱卤酶，属于卤酸脱卤酶类，对所作用的底物具有专一立体选择性，能催化L-2卤酸产生D-2-羟基酸，同时脱下卤素。根据这一特性，本文将以外消旋2-氯丙酸为底物，利用重组ST2570脱卤酶生产单一手性D-乳酸作为模型反应。由于固定化酶与天然游离酶相比具有更好的稳定性、可重复利用、易于分离等诸多优点，因此，本文尝试对ST2570脱卤酶进行固定化。在传统的共价固定化过程中，常常会因为载体功能基团与酶活性中心氨基酸残基随机结合，而导致酶活力的降低甚至失去活性，固定化效果并不理想。本实验将引入一种能够选择性固定的新方法，即在ST2570的N端加入一段保守氨基酸序列（含半胱氨酸），通过共表达的甲酰甘氨酸生成酶（FGE）识别催化保守序列中的半胱氨酸生成甲酰甘氨酸（分子中含有一个醛基），这样就在蛋白酶N端加入一醛基标签，得到重组ST2570（ST2570NQ）。根据席夫碱生成原理，利用氨基树脂载体对ST2570NQ共价固定，并用还原剂氰基硼氢化钠将生成的双键还原为单键，实现了酶的特异性共价固定化，减小了对酶空间结构破坏的可能性，同时简化了酶的纯化过程。本文同时对固定化ST2570NQ的酶学性质：最适温度，最适pH，热稳定性、pH稳定性、贮藏稳定性等进行了测定，并与游离酶进行了比较。结果表明ST2570NQ固定化后的稳定性、pH和温度耐受范围均有所提高，为ST2570脱卤酶生产光学纯D-乳酸的工业化应用提供了新思路。
【作者】马威；
【导师】王英武；高仁钧；
【作者基本信息】吉林大学，生物化学与分子生物学，2014，硕士
【关键词】ST2570；脱卤酶；乳酸；共价固定；醛基标签；

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