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作者:王建宇;向芷璇;刘丹;江正强;闫巧娟;
单位:中国农业大学工学院/中国轻工业食品生物工程重点实验室;中国农业大学食品科学与营养工程学院;
摘要:目的:研究芽孢杆菌(Bacillus sp.)S3截短β-半乳糖苷酶(BsGal95-D)的酶学性质、分子改造和应用。方法:从芽孢杆菌S3克隆了一个截短的β-半乳糖苷酶(BsGal95-D)基因,并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。BsGal95-D粗酶液经亲和层析纯化后研究其酶学性质,利用高效液相色谱检测乳糖-N-新四糖(lacto-Nneotetraose,LNnT)的含量,利用定点突变技术对BsGal95-D进行分子改造。结果:BsGal95-D与环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)ATCC 31382来源的β-半乳糖苷酶同源性最高,为88.89%,该酶比酶活力为5.62 U/mg,分子量约为95 kDa。BsGal95-D的最适pH和温度分别为pH6.0和60℃。BsGal95-D利用乳糖和乳糖-N-三糖(lactoN-triose II,LNT2)合成LNnT的转化率为18.4%。对BsGal95-D进行理性设计后,获得LNnT转化率明显提高的突变体T603A/Y606G(mBsGal95-D)。mBsGal95-D利用乳糖和LNT2合成LNnT的转化率达30.1%,为野生型的1.64倍,是合成LNnT转化率水平较高的β-半乳糖苷酶。结论:新型β-半乳糖苷酶BsGal95-D的理性设计可以为β-半乳糖苷酶的分子改造提供理论依据,mBsGal95-D利用乳糖和LNT2高效合成LNnT,具有很大的应用价值。
关键词:β-半乳糖苷酶;;芽孢杆菌;;理性设计;;乳糖-N-新四糖
基金资助:国家自然科学基金(32172159);; 国家重点研发计划(2022YFD2101402-1)