米曲霉谷氨酰胺酶在黑曲霉中的重組表達與酶學特性

本期為您推薦華南理工大學潘力教授研究團隊發(fā)表在知名期刊《現(xiàn)代食品科技》上的一篇文章：米曲霉谷氨酰胺酶在黑曲霉中的重組表達與酶學特性。

文章摘要內(nèi)容如下：

谷氨酰胺酶可以催化谷氨酰胺脫氨生成谷氨酸，屬于絲氨酸依賴性β-內(nèi)酰胺酶和青霉素結(jié)合蛋白的超家族，有關(guān)真菌來源的谷氨酰胺酶表達與性能的報道仍然很少。黑曲霉屬于絲狀真菌，具有強大的蛋白分泌表達能力以及成熟的蛋白翻譯后修飾系統(tǒng)，在工業(yè)上已被應(yīng)用于食品級酶制劑的生產(chǎn)宿主。近年來，黑曲霉的基因組編輯技術(shù)已成功建立，將工程菌表達與常壓室溫等離子體誘變技術(shù)（ARTP ）結(jié)合，可進一步提高工程菌的蛋白產(chǎn)量。

本研究將米曲霉 RIB40來源的谷氨酰胺酶在黑曲霉宿主中分泌表達。基于該研究所建立表型鑒定板與孔板培養(yǎng)的通量鑒定篩選方法成功得到重組表達谷氨酰胺酶的轉(zhuǎn)化子 H-gahB，最高酶活力達到 1.35 U/mL。為了增加目的基因在宿主中的拷貝數(shù)，采用 CRISPR/Cas9 基因組編輯技術(shù)重新構(gòu)建高拷貝的谷氨酰胺酶表達菌株C-gahB，其酶活力提高到 3.56 U/mL，約為 H-gahB 的 2.64 倍。進一步采用 ARTP 誘變技術(shù)對工程菌進行誘變，獲得了谷氨酰胺酶工程菌株 A-gahB，其酶活力提升到 4.16 U/mL，比出發(fā)菌株 C-gahB 的酶活力提高了 0.17 倍。純化后的重組 gahB 的比酶活達到 40.63 U/mg，最適溫度為 37 ℃，最適 pH 為 7.0，其在 20 ℃至 40 ℃及 pH 5.5 至 8.0 之間穩(wěn)定性較好。K⁺對 gahB 的酶活力具有激活作用，Zn²⁺和 Mn²⁺則對 gahB 的酶活力有較為強烈的抑制作用。當鹽濃度為 18%時，gahB 表現(xiàn)出 35.38%的相對酶活力。本研究首次在黑曲霉中實現(xiàn)了來源于米曲霉 RIB40 的谷氨酰胺酶 gahB 的重組分泌表達，為此后對米曲霉谷氨酰胺酶的研究提供了基礎(chǔ)。

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