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作者：乐琛;王晓;谢珂;郑艳丽;杨江科;雷磊;
单位：武汉轻工大学生命科学与技术学院;
摘要：为解决目前制约食品等领域发展的霉菌毒素污染问题,选取了枯草芽孢杆菌来源的BsCotA漆酶并且通过理性设计提高酶活力、稳定性,从而实现对霉菌毒素降解效率的提高。利用理性设计改造BsCotA漆酶,获得了4个突变体漆酶,包括3个点突变体CotA~(A344K)、CotA~(A317T)、CotA~(T36Y),和突变整合体CotAgold,使用毕赤酵母进行异源表达,测定其酶学性质,并检测其对霉菌毒素的降解效率。基于蛋白质结构进行设计的3个单点突变,均从不同程度上提高了漆酶的稳定性。而将3个突变位点同时整合到1个漆酶突变体上时,3个突变位点间未发生显著拮抗作用,使得突变整合体CotAgold展示出最好的稳定性以及催化能力;CotAgold比酶活力为99.4 U/mg,相比BsCotA的比酶活力提高了10倍,对于ABTS的k_(cat)/K_M达到了7.12×10~5L/(mol·s),相比BsCotA提高了1.9倍;突变体CotAgold的最适反应pH值为4,最适反应温度均为70℃,与野生型BsCotA催化条件保持一致;CotAgold在pH 2～12,孵育30 min,剩余酶活力均在70%以上,相比野生型BsCotA在酸性条件下的稳定性有明显提高;CotAgold在40～90℃,孵育30 min,残留酶活力均在90%以上,相比野生型BsCotA在高温条件下的稳定性有明显提高;并在ABTS阳离子自由基作为介体的条件下,漆酶CotAgold能完全降解黄曲霉毒素B1和玉米赤霉烯酮;相比之下,野生型漆酶BsCotA的降解率仅为5%。通过蛋白质的理性设计得到了漆酶突变体CotAgold,表现出显著提高的pH稳定性以及热稳定性,蛋白表达量也有一定的提高,在霉菌毒素降解等领域具有良好的应用前景。
关键词：漆酶;;理性设计;;酶学性质;;毒素降解;;黄曲霉毒素B1;;玉米赤霉烯酮
基金资助：国家自然科学基金项目(31900089,31700100);; 湖北省重点研发计划项目(2021BCA113)
