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脂肪酶(EC 3.1.1.3)亦称甘油酯水解酶(acylglycerol hydrolases),其天然底物为天然油脂,在动植物及许多微生物中普遍存在,是最早被研究的酶类之一。二十世纪初国外科研人员首次发现微生物脂肪酶,微生物脂肪酶应用广泛,由于它具有底物特异性、手性选择性、温度稳定性以及在碱性条件下的稳定性,被广泛应用于洗涤剂、食品、油脂加工、化妆品和药品等工业化生产。本文通过采用油脂同化平板与三丁酸甘油酯-维多利亚蓝平板相结合的功能筛选方法,从冰川土样中分离获得四株产脂肪酶真菌与三株产脂肪酶细菌。利用16S/18S序列分子菌种鉴定的方法,对酶活较高的一株真菌与一株细菌进行初步的鉴定,分别属于青霉属与不动杆菌属,命名为Penicillium sp.XMZ-9与Acinetobacter sp.XMZ-26。通过对脂肪酶保守序列的分析,设计了针对中低温脂肪酶的简并引物,利用降落PCR成功得到了部分脂肪酶相关基因的DNA序列。根据已得到的部分基因序列,利用TAIL-PCR的方法从青霉菌Penicillium sp.XMZ-9中获得两个脂肪酶基因,分别记为LIPPA与LIPPB(GenBank数据库登录号分别为FJ973462与FJ973463)。脂肪酶LIPPA结构基因LIPPA全长1014bp,无内含子,编码337个氨基酸和一个终止密码子。在NCBI中网站用Blastp程序进行同源性比对的结果表明,最高相似性为68%。而脂肪酶LIPPB结构基因LIPPB全长1232bp,cDNA长1122bp,含有两个内含子,分别为位于+538~+598为61bp的内含子序列与位于+917~+966为49bp的内含子序列,在其两个末端具有内含子典型的序列5′-GT-3′与5′-AG-3′。该基因编码373个氨基酸和一个终止密码子,经同源比对显示与同类酶氨基酸序列的最高相似性为74%。在大肠杆菌中将这两个基因进行了异源表达,LIPPA大部分表达为包涵体,变性复性后经测定具有脂肪酶活性,并表现为低温适应性;LIPPB大部分表达为可溶性蛋白,Ni-亲和层析柱纯化后,经测定其具有低温脂肪酶酶活性。通过保守区简并引物PCR扩增得到部分基因序列,进一步利用TAIL-PCR得到不动杆菌Acinetobacter sp.XMZ-26两个脂肪酶全长基因序列。再利用基因组文库的方法,从Acinetobactersp.XMZ-26中又获得了一个脂肪酶基因和一个脂肪酶特异性折叠酶基因。将那个它们分别记为lifA、lipA1、lipA2与lipA3(GenBank数据库登录号分别为GQ227699、GQ227701、GQ227702与GQ227703);其中,lifA与lipA1以上下游的关系构成操纵子结构。脂肪酶折叠酶LifA的结构基因LifA全长981bp,编码326个氨基酸和一个终止密码子,经同源比对显示与同类酶氨基酸序列的最高相似性为43%。脂肪酶LipA1结构基因lipA1全长984bp,编码327个氨基酸和一个终止密码子,经同源比对显示与同类酶氨基酸序列的最高相似性为68%。脂肪酶LipA2结构基因lipA2全长954bp,编码318个氨基酸和一个终止密码子,经同源比对显示与同类酶氨基酸序列的最高相似性为69%。脂肪酶LipA3结构基因lipA3全长1008bp,编码335个氨基酸和一个终止密码子,经同源比对显示与同类酶氨基酸序列的最高相似性为37%。这四个基因在大肠杆菌中进行了异源表达,除lipA1表达为包涵体以外,lifA、lipA2与lipA3均表达为可溶蛋白的形式。对LifA、LipA2与LipA3进行了Ni-亲和层析柱纯化;对LipA1包涵体进行初步的纯化后,初步探究了折叠酶LifA对变性后LipA1再复性的影响,发现LifA可以促进LipA1折叠为有酶学活性的正确构象,并提高其在体外复性的效率。对纯化后的LipA2与LipA3进行了酶学性质测定。LipA2的最适反应温度为15℃,最适反应pH为10.0,具有很好pH稳定性但热稳定性不好,对大多数金属离子和化学试剂不敏感但适当浓度的Ca2+可以使酶活提高一倍,对大多数去污剂不敏感,为较为典型的低温脂肪酶,在洗涤行业中具有较大的应用潜力。相对而言,LipA3的性质就有较大的差异,其最适反应温度为65℃,最适反应pH为10.0,具有很好pH稳定性与热稳定性,对大多数金属离子和化学试剂不敏感,对大多数去污剂不敏感,为典型的高温脂肪酶,较为适用于工业加工。