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淀粉蔗糖酶(Amylosucrase简称AS)是一种新型的葡萄糖基转移酶,属于糖苷水解酶家族13(GH13),该酶在仅以蔗糖为底物时,能够催化合成仅由α-1,4糖苷键连接的葡聚糖聚合物,并在反应过程中释放出果糖。与大多数合成多糖的酶不同,AS在合成聚合物时仅利用了蔗糖中糖苷键断裂所释放的能量。在蔗糖参与下,AS还可以发生十分复杂的反应,包括水解反应、转糖基作用,聚合反应,AS会根据受体分子的不同合成不同产物,如直链淀粉类的多聚糖高聚物、寡糖,转糖基产物等。因此,AS将成为工业生产上一种简单,方便,有效的生物合成工具。本研究通过定点突变获得突变株,经SDS-PAGE检测,Western blot分析后进行酶学性质表征。试验结果如下:1.以晶体结构3UEQ为模板,通过Pymol软件作图分析,表明R292和F191位点分别与活性位点D294之间以氢键相连,运用ClustalX2软件进行多重序列比对,证明了R292位点与F191位点均属于相对保守序列。因此,本研究将对R292位点和F191位点进行定点突变。2.以多糖奈瑟球菌(ATCC43768)中编码的淀粉蔗糖酶基因为模板,利用Primer5.0进行定点突变引物的设计,分别突变成R292F、R292M、R292D、R292K和F191M。利用PCR仪进行定点突变,并在E.coli BL21中异源表达,经IPTG诱导和超声波破碎后进行纯化。3.突变株R292F、R292D、R292M、R292K和F191M的比酶活分别为154.84U/mg、108.39U/mg、144.84U/mg、181.06U/mg和202.38U/mg,是野生型的1.11倍、0.77倍、1.04倍、1.29倍和1.45倍。酶学性质表征显示,野生型的最适pH为7.0,而突变株R292D、R292F、R292M、R292K和F191M的最适pH分别为7.5、7.0、7.5、7.0和8.0;野生型的最适温度为35℃,突变株R292D、R292F、R292M、R292K和F191M的最适温度分别为35℃、35℃、37℃、32℃和35℃;热稳定性显示,野生型半衰期为20h,突变株R292D、R292F、R292M、R292K和F191M的半衰期分别为17h、21h、16h、21h和19h;金属离子及有机溶剂的试验显示,突变株在某些因素上相对于野生型具有较好的抗性。动力学研究表明,R292F、R292K和F191M的Vmax较野生型都明显的提高,分别为野生型的1.19、1.44和1.45倍,R292M与野生型基本相同,R292D略有下降。