来自Clostridium perfringens的一种二酶CpPepD的鉴定和基于结构的工程,用于合成l-carnosine
Xiaohan Zhang1, Xiangtao Liu2, Xi Chen2
1School of Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology, Key Lab of Industrial Fermentation Microbiology of the Ministry of Education, State Key Laboratory of Food Nutrition and Safety, Tianjin 300457, PR China; National Engineering Laboratory for Industrial Enzymes and Tianjin Engineering Research Center of Biocatalytic Technology, Key Laboratory of Engineering Biology for Low-carbon Manufacturing, National Center of Technology Innovation for Synthetic Biology, and Tianjin Institute of Industrial Biotechnology, Chinese Academy of Sciences, Tianjin 300308, PR China.
通过从Clostridium perfringens中改造一个二酶酶来改进l-Carnosine (l-Car) 的酶合成. 一个特定的突变 (A171S) 将l-Car的产生提高了2.2倍,提供了更有效的生物催化途径.
科学领域:
- 生物催化和酶工程 生物催化和酶工程
- 分子生物学分子生物学
- 生物化学 生物化学
背景情况:
- l-Carnosine (l-Car) 是一种在肌肉和大脑组织中发现的内源性二,具有多种应用.
- 酶合成为生产l-Car的化学方法提供了一个更绿色的替代方案,避免了复杂的保护/解除保护步骤.
研究的目的:
- 为了克隆和表征来自Clostridium perfringens的双酶基因 (CpPepD),用于l-Car合成.
- 通过定位突变和查,提高CPPepD的催化效率.
主要方法:
- 来自Clostridium perfringens的CpPepD基因的克隆和表征.
- CpPepD的位点和突变发生,然后使用o-phthalaldehyde (OPA) 试验进行高通量查.
- 在优化条件下对野生类型和突变酶的酶性质研究.
主要成果:
- 鉴定出一种突变酶A171S,与野生型CpPepD相比,l-Car合成活性增加了2.2倍.
- 在优化条件下,使用野生型CpPepD的l-Car产生了63.94mM (14.46μg/L),使用突变A171S的67.02mM (15.16μg/L).
- 观察到的突变显著增强了酶活性,但没有显著改变反应平衡.
结论:
- 改造的CpPepD突变A171S显著改善了l-卡诺辛的合成活性.
- 这种增强的生物催化剂为l-Carnosine生产提供了更有效的酶途径.
- 进一步的研究可能会探索这种突变对酶稳定性和反应动力学的影响.
