连接肽对β-木糖苷酶HJ14GH43 热适应性的影响
聚糖,缓冲液,1试验材料和方法,1材料,2方法,2试验结果,1野生型HJ14GH43连接肽序列的替换,2突变酶的表达和纯化,3重组酶的生化特性测定,4蛋白质结构的比较分析,3讨论,4结论
曹丽娟,李 娜,刘 钰,张 蕊,2,3,4,黄遵锡,2,3,4,周峻沛,2,3,4*(1 云南师范大学生命科学学院 昆明 650500 2 云南师范大学生物能源持续开发利用教育部工程研究中心 昆明 650500 3 云南省生物质能与环境生物技术重点实验室 昆明 650500 4 云南师范大学云南省高校高原特色食品酶重点实验室 昆明 650500)
木聚糖是陆地植物细胞壁中半纤维素的主要成分,同时也广泛存在于海藻的细胞壁中[1]。木聚糖分子由β-1,4-连接(或β-1,3-连接)的木糖主链和包括L-阿拉伯呋喃糖、葡萄糖醛酸,O-乙酰基和阿魏酸等在内的不同的取代基组成[2]。由于木聚糖的复杂性和异质性,因此其完全水解需要一系列协同作用的水解酶[2]。其中,β-木糖苷酶(βxylosidase)是木聚糖水解过程中的关键酶之一,其主要作用是协同内切木聚糖酶水解木聚糖生成木糖[3-4]。木糖为自然界中第二丰富的糖,可被应用于食品、饲料、生物燃料以及化学品生产等领域,具有良好的应用价值[5-8]。此外,木糖在降低血脂、改善肠道菌群以及调节血糖等方面均具有重要意义[9-11]。广义上,将包含β-木糖苷酶在内的能水解木聚糖的一类酶称为木聚糖酶,近年来不少关于木聚糖酶的研究聚焦于获得具有低温、耐热、耐盐、耐酸、耐碱、耐乙醇、耐木糖等独特性质的酶[2,12-14]。
通常,连接肽被定义为连接模块化蛋白质中两个相邻结构域的柔性区域[15]。天然多域蛋白质由通过连接肽区域连接的两个或多个结构域组成[16]。连接肽不仅是灵活的连接器,而且已被广泛证明影响蛋白质的表达水平、溶解性和生化特征等性质[17-23]。例如,Li 等[20]研究表明连接肽的删除使木聚糖酶XynAS27 的pH 值稳定性以及对不溶性底物的活性降低;Srisodsuk 等[21]研究表明连接肽的缩短和删除降低了外切纤维素酶I(1,4-β-D-glucan cellobiohydrolase I,CBHI)的催化活性;Sonan 等[22]研究表明连接肽的顺序缩短导致纤维素酶Cel5G 对大分子底物的比活性有规律地降低;Tsutsumi 等[23]研究表明用长度相等或更长的不带电荷的连接肽替换分子伴侣热休克蛋白90(Heat shock protein 90,Hsp90)中的带负电荷的连接肽,导致其结构破坏,从而降低三磷酸腺苷酶(ATPase)的活性。
目前,有研究报道了连接肽对内切木聚糖酶热适应性的影响(表1),其中,连接肽的删除可使酶的最适温度和/或热稳定性降低:Liu 等[24]研究表明连接肽的删除使酶在50 ℃下处理180 min 后的剩余活性降低约10%;Miao 等[25]研究表明连接肽的删除使酶的最适温度降低5 ℃ ......
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