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黄嘌呤脱氢酶(Xanthine dehydrogenase, EC 1.17.1.4,简称XDH)是一种既可以利用NAD(P)+等天然辅酶又能利用亚甲基蓝等人工化合物作为电子受体,催化氧化嘌呤、蝶啶和醛类等多种杂环分子的氧化还原酶类,因此,在临床诊断、核苷类药物合成以及环境污染物检测与降解等领域具有重要的应用价值.然而,目前已经报道的XDH主要是中性酶(最适pH值在7.0～8.0),pH耐受范围在pH 6.0～9.2之间,催化效率不高,限制了应用范围的扩展.本研究报道了一个来源于鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumanniiA TCC 19606)的新型碱性XDH(AbXDH),其最适pH值为8.5 ～9.0,至少可以耐受pH 11.0的碱性条件,最适温度40～45℃,催化效率高达2.74 1μmol-1·s-1,为已有报道的最高水平.AbXDH由一个长度为4867 bp组成的基因簇(xdhABC)编码,分别对应于xdhA (1500 bp),xdhB (2376 bp)和xdhC (984bp)三个开放阅读框,他们与GenBank中已有序列的同源性为91.4％ ～95.5％,然而与已表征过的XDH序列同源性不高于52％.在trc启动子控制下,xdhABC基因簇在大肠杆菌中成功实现了功能表达,表达产物经过镍离子金属螯合层析、阴离子交换层析和疏水层析纯化获得了电泳纯重组酶.SDS-PAGE分析表明,AbXDH由大小分别为87 kDa的大亚基XDHB和56 kDa的小亚基XDHA组成,但不包括伴侣蛋白XDHC(理论大小为37 kDa).在pH 8.5和45℃条件下,以黄嘌呤为底物测得的转换数(kcat)为69s-1,表观米氏常数(Km)为25.3μmol.l-1,对应的催化效率(kcat/Km)为2.74 1.μmol-1.s-1,优于已有XDH的催化性能.分子模型分析表明,与XDH家族其他酶相比,AbXDH高的催化活性、底物亲和性和碱耐受特性可能归结于：1)FAD区域的保守结构模块AGGID变成A229AGSIDA233,TIGG变为A306TLGGA309；2)底物通道区域关键氨基酸残基Leu变成AlaB459；3)活性位点区域关键氨基酸残基Thr变为AsnB458.