嗜热菌中,蛋白质存在Ala替换Gly以及Arg替换Lys的趋势.为了提高紫色色杆菌来源的苯丙氨酸羟化酶的热稳定性,将该酶中所有Gly突变成Ala,tys突变成Arg,筛选获得热稳定性提高的突变体,并进行组合突变,对突变酶的酶学性质进行研究.结果表明,突变酶K94R和G221A在50℃的半衰期分别为26.2 min、16.8 min,比原始酶(9.0 min)分别提高了1.9倍、0.9倍,同时组合突变酶K94R/G221A在50℃处理1h后仍保留65.6％的酶活,比原始酶(8.6％)高出6.6倍.圆二色谱结果显示原始酶和突变酶K94R、G221A及K94R/G221A的Tm值分别为51.5℃、53.8℃、53.1℃和54.8℃.蛋白三维结构模拟推测突变体热稳定性提高机理为:突变体K94R中Arg94与Ile95之间形成额外氢键,稳定其所在的柔性区域;突变体G221A中Ala221与Leu281产生疏水作用,稳定酶分子C-端柔性区.该研究结果为蛋白质热稳定性改造提供了参考,也为苯丙氨酸羟化酶在功能性食品领域的应用奠定了基础.
作者：叶双双；周丽；周哲敏
来源：生物工程学报 2016 年 32卷 9期
