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粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)ECU1010脂肪酶是一种重要的生物催化剂,已广泛应用于非特异和特异水解及酯化等多种化学反应。它在高水平拆分冠动脉血管舒张剂地尔硫卓的中间体方面的特殊效果,表明该脂肪酶有广阔的临床药物开发潜力,促使人们寻求该产品大量开发的新手段。人们已能从粘质沙雷氏菌中获得该脂肪酶,也在大肠杆菌中克隆表达了该酶,但表达产物多以无活性包涵体为主。本论文从大肠杆菌表达优化和酵母表达两个方面着手,提高粘质沙雷氏菌脂肪酶的可溶性表达。
在原核表达方面,构建了pET-22b-lipase、pET-40b-lipase和pTWIN1-lipase三种表达菌株;选择活力较高、可溶性较好的pET-22b-lipase进行诱导温度、诱导剂浓度、诱导时间、诱导时期、培养基种类五种角度的优化,最适表达条件为:在TB培养基中,15℃下,0.1 mmol/L IPTG和10 mmol/L Ca2+诱导24 h左右;优化后重组脂肪酶活力由0.6 U/ml培养基提高到2U/ml培养基。
在真核表达方面,构建了毕赤酵母表达载体pPIC9k-lipase;电转P.pastoris GS115、筛选获得有活性的重组菌;摇瓶中优化了表达条件:最佳诱导pH在6.0-7.0之间,诱导温度由30℃降低至23℃,发酵液中重组lipase活力提高2-3倍,达4U/ml;利用超滤法和阴离子交换层析法纯化了重组酶;初步摸索了该重组酶的理化性质:最适pH8.5、最适温度40℃,有较广的pH稳定性和温度稳定性,pH6.0-10.0之间,50℃以下2小时内酶活残余在60%以上,重组酶有较强的有机溶剂耐受性,低浓度有机溶剂处理能提高重组酶活力,Cu2+对该酶活力也有促进作用。