解淀粉芽孢杆菌HZ-1510壳聚糖酶基因的克隆、重组表达及其活性

为了研究壳聚糖酶的水解活性,实验进行了解淀粉芽孢杆菌HZ-1510壳聚糖酶基因编码序列的克隆,并构建了谷胱甘肽转移酶(GST)-壳聚糖酶融合蛋白表达质粒,在大肠杆菌中表达后提取、纯化得到重组蛋白,并通过生物信息学对该蛋白的信号肽、三维结构等进行了分析,最后以胶态壳聚糖溶液为底物研究了该重组壳聚糖酶的活性。结果显示,该壳聚糖酶基因的ORF长为837 bp,编码279个氨基酸,分子量为31.45 ku。在其氨基末端具有信号肽,切割点位于36和37位氨基酸之间。氨基酸序列同源性分析表明该壳聚糖酶属于GH46家族糖苷水解酶。酶的水解活性最适温度约为55°C,最适pH为5.5。而金属离子Fe3+、Ag+、Cu~(2+)、Ba~(2+)和K+对其水解活性都起抑制作用,但是Mn~(2+)、Ca~(2+)和Mg~(2+)对其活性起增强作用。0.1 mmol/L的Zn~(2+)对壳聚糖酶的活性起增强作用,2.0 mmol/L的Zn~(2+)对壳聚糖酶的活性起抑制作用。本实验研究了解淀粉芽孢杆菌HZ-1510壳聚糖酶在不同条件下的水解活性,为壳聚糖酶的工业应用奠定了理论基础。