自组装ELPs-木聚糖酶聚集体的设计,制备及特性研究

来源 :华侨大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:RaymanL
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本课题鉴于之前的实验,即以类弹性蛋白多肽ELPs(ELP[KV8F-20])为纯化标签,通过可逆热循环(Inverse thermal cycling,ITC)纯化ELPs-木聚糖酶的过程中发现很大一部分ELPs-木聚糖酶融合蛋白形成不溶性聚集体,相变过程出现不可逆。同时该聚集体具有很高的木聚糖酶活力,类似于将木聚糖酶固定化在已发生相变的ELPs聚集体上。该现象为本课题组首次报导,其形成机制尚未得到考察,由此本课题将从多个角度对该现象产生的机制进行排查。  首先,构建带有木聚糖酶与不同ELPs融合蛋白基因片断的克隆载体及表达载体。进而表达纯化得到不同长度ELPs与木聚糖酶的融合蛋白,考察其酶学性质,结果表明各融合蛋白木聚糖酶的最适温度均在70℃左右,同未连接 ELPs的自由木聚糖酶相比,提高了20℃左右,有助于拓宽木聚糖酶在工业高温条件下的应用。在木聚糖酶末端连接与之大小相当或大于的ELPs,能提高在低温条件下的酶活,减少在高温条件下酶活的损失。融合蛋白的最适反应pH均为7.0,较短的ELPs能使木聚糖酶较适应碱性条件,相反较长的ELPs能使木聚糖酶较适应酸性条件。融合ELPs后的木聚糖酶在碱性条件下保有更多的酶活,改变其对于酸性环境有一定的耐受性,而在偏碱的环境中,酶活力受到抑制的现象。连接较长的ELPs有助于进一步提高酶的重复利用性。总而言之将木聚糖酶固定在ELPs有助于提高酶的稳定性。  其次,为探究木聚糖酶-ELPs不溶性聚集体的成因,对可能的相关因素进行一一排查,包括 ELPs长度、连接肽性质及长度、缓冲液 pH、盐的类型、目的蛋白。结果表明:ELPs的长度及连接肽的长度和类型并不是不溶现象产生的原因;pH值较高的碱性溶液易使暴露在外侧的酶失去一部分的活性,结构改变后包裹在外侧隔绝了ELPs与水溶液的接触,无法恢复到可溶状态,而另一部分被ELPs圈在内侧的木聚糖酶依旧保有活性。木聚糖酶Xyl-ELPs融合蛋白无论使用碳酸钠还是硫酸钠进行纯化均不形成不溶性聚集体。对比两种木聚糖酶的性质发现,二者的pH耐受性及表面电荷分布有较大差别,从而导致融合蛋白的溶解性产生区别。形成活性聚集体的主要因素与目标蛋白的自身属性相关。
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