乳杆菌乳糖酶的基因异源表达及酶学性质分析

采用简并引物PCR和TAIL-PCR方法,从乳杆菌Lactobacillus sp. B164中克隆得到一个乳糖酶基因bg42-164。基因全长2 031 bp,编码676个氨基酸和一个终止密码子,预测分子量76 kDa,无信号肽序列。将bg42-164连接pET-30a(+)载体并转入大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达后可检测到乳糖酶活力。SDS-PAGE分析乳糖酶BG42-164的蛋白分子量为76 kDa,使用组氨酸标签亲和层析方法进行蛋白纯化,并对纯化的乳糖酶BG42-164进行了酶学性质分析。该酶最适反应温度为50℃,经50℃处理30 min后,剩余酶活力保留80%以上,pH 6.0时该酶的水解活力最高。牛奶水解试验表明,乳糖酶BG42-164对乳糖的水解效果良好,5 mL牛奶中添加250 U酶蛋白,在50℃条件下2 h乳糖水解率为100%。该酶温度范围宽,乳糖水解效果好,为其在低乳糖奶生产中应用奠定了理论基础。     

应用融合标签技术提高乳糖酶在毕赤酵母中的分泌表达

双歧杆菌来源的乳糖酶具有催化效率高,安全性好等优点,在乳糖水解和低聚半乳糖生产等领域中应用潜力巨大。以来源于动物双岐杆菌（Bifidobacterium animalis B106）的乳糖酶基因bg42-106m为对象,将4种标签蛋白基因cherry、cbd(cellulose-binding domains)、gst(glutathione S-transferase)、mbp(maltose-binding protein)分别与bg42-106m基因连接,然后以pPIC9为载体构建融合蛋白重组表达载体,并在毕赤酵母GS115中进行诱导表达。结果表明,当融合Cherry标签蛋白基因后,可显著提高bG42-106M在毕赤酵母中的蛋白分泌表达量,培养基中乳糖酶活力可达到7.42 U/mL。与未融合标签的野生型菌株相比,乳糖酶bG42-106M的分泌表达量提高了290%。而其他3种标签蛋白没有提高bG42-106M的分泌表达量。