伯克霍尔德菌的筛选、脂肪酶基因的克隆表达及酶学性质研究

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脂肪酶的工业应用前景巨大,目前对脂肪酶的研究主要是开发和改造两个方面,以期获得有应用价值的脂肪酶。本文旨在筛选出产脂肪酶的菌株,构建高效重组表达菌株,实现脂肪酶基因的利用价值。本研究从油污浸泡的土壤获得样品,筛选到一株相对较高效的产脂肪酶菌株,命名为BG-01,利用16S rDNA分子生物学技术鉴定为唐菖蒲伯克霍尔德菌(Burkholderia gladioli)。通过引物设计,克隆BG-01的脂肪酶基因lipL。lipL开放阅读框全长1278 bp,编码425个氨基酸,与Burkholderia gladioli BSR3的脂肪酶基因序列的一致性为98.6%。提交lipL序列信息到GenBank数据库,得到的登录号为KR023991。经生物信息学分析,LipaseL所属家族为LipaseGDSL2。在pET-22b和pET-32a表达系统中构建4个重组表达质粒并在大肠杆菌BL21(DE3)进行表达,IPTG诱导表达后目的蛋白均形成包涵体。使用大量稀释法对包涵体目的蛋白成功复性,复性后利用重组蛋白C端的6组氨酸标签进行镍柱纯化得到,单一条带的重组酶JDLipaseL,它的酶活力为118.2 U/mg。对复性的JDLipaseL进行酶学性质分析,其最适作用pH为8.5,pH在7-9之间酶活力稳定,保持在75%以上,pH适用范围比较广。最适作用温度为55℃,在35℃-75℃温度范围内,酶活力为最高酶活力的50%以上,属于中温酶。以最适作用底物pNPP为反应底物,根据Lineweaver-Burk plot计算出重组酶JDLipaseL的Km值为6.2×104M,最大反应速度Vmax为161.4μmol/(L·min)。5 mM钾、锂、镁、锰离子对酶活影响作用较小,有微弱的促进作用,钙离子的促进作用明显,相对酶活力倍数为1.3倍,铜离子、钴离子和三价铁离子对酶活力均有明显抑制作用。用10%的不同种有机溶剂对酶进行处理,结果显示正丙醇对酶活力有轻微激活作用,甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙三醇、乙腈对酶活力影响不大,酶活力保持在90%左右,而丙酮和三氯甲烷的抑制作用较为明显。
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