多形拟杆菌肝素酶I的SUMO融合表达及酶学特性分析

• 作 者: 张川 张悦 丁啸虎 李中媛 宋亚囝 罗学刚
• 机 构: 天津科技大学生物工程学院工业发酵微生物教育部重点实验室暨天津市工业微生物重点实验室; 天津科技大学生物工程国家级实验教学示范中心
• 出 处: 微生物学报
• 发表日期: 0年期
• 关键词: 多形拟杆菌 肝素酶I SUMO-Tag 融合表达 酶学性质
• 基金项目: 国家重点研发计划(2017YFD0400303);国家“863计划”(2012AA021505)

【目的】克隆多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）Heparinase I基因,在大肠杆菌（Escherichia coli）中进行基因工程表达获得重组酶SUMO-Bt-HepI和Bt-HepI,并研究其酶学特性。【方法】对B.thetaiotaomicron肝素酶I（Bt-HepI）的基因序列进行密码子优化,PCR扩增得到目的基因,构建表达载体pET-28a-Bt-HepI和pE-SUMO-Bt-HepI,并转化至E.coli Rosetta（DE3）进行表达,分别得到重组产物Bt-HepI和SUMO-Bt-HepI,以肝素钠为底物研究两者的酶学性质。【结果】SDS-PAGE检测显示Bt-HepI和SUMO-Bt-HepI的分子量大小分别约为42.5 kDa和55 kDa。与Bt-HepI相比,融合SUMO-Tag后的肝素酶I比酶活提高了48.9%。酶学性质表明:Bt-HepI和SUMO-Bt-HepI的最适pH和温度均为pH 9、45°C二者在pH 5–9之间都具有很好的稳定性,但pH<5时,SUMO-Bt-HepI的耐酸性明显高于Bt-HepI。同时,在温度低于50°C时,SUMO-Bt-HepI的比酶活高于Bt-HepI。此外,Ca²⁺和Mg²⁺对重组肝素酶I具有明显的促进作用,而Cu²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺则表现出一定的抑制作用,提示在多形拟杆菌肝素酶I的结构中除了存在已知的Ca²⁺结合位点外,可能还存在Mg²⁺的结合位点。【结论】本研究首次将多形拟杆菌来源的肝素酶I和SUMO-Tag进行了融合表达,使其比酶活得到了显著的提高,为其生产应用奠定了基础。