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作者:井东源;龙启福;朱德锐;莫天录;李永臻;
单位:青海大学医学院基础医学部;上海理工大学健康科学与工程学院;
摘要:在大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中异源表达来源于Virgibacillus salexigens DSM11483的基因ectD,得到四氢嘧啶羟化酶(EctD),并研究其酶学特性、酶活影响因素及催化效率。结果表明,在pH值为8.0、温度为37℃、辅因子α-KG浓度为2.5 mmol·L~(-1)、Fe~(2+)浓度为0.25 mmol·L~(-1)时,EctD表现出最高的催化活性;EctD的K_m值为(1.1±0.1) mmol·L~(-1),v_(max)为(13.8±0.5)μmol·mg~(-1)·min~(-1),K_(cat)值为3.97 s~(-1);有机溶剂甲醇、二甲基亚砜(DMSO)、乙腈、无水乙醇、乙酸乙酯、丙酮对EctD酶活具有较强的促进作用,正丁醇及抗氧化剂L-抗坏血酸具有抑制作用;较高浓度的羟基四氢嘧啶(HE)对EctD酶活具有促进作用;NaCl浓度的增加对EctD酶活具有一定的抑制作用,KCl在实验浓度范围内对EctD酶活影响不显著;在最佳反应条件下,20.0 mg的EctD在7 h可将5.0 mmol·L~(-1)的四氢嘧啶转化为2.75 mmol·L~(-1)的HE,转化率为55%。说明Virgibacillus salexigens DSM11483来源的EctD催化活性较高,对有机溶剂和盐具有良好的耐受性,底物亲和力较强,具有潜在的工业酶催化研究价值,为后续通过无细胞酶反应体系实现HE的工业化大规模生产提供了依据。
关键词:四氢嘧啶;羟基四氢嘧啶;四氢嘧啶羟化酶(EctD);酶促反应;催化效率
基金资助:国家自然科学基金地区科学基金项目(21967018)