共表达抗氧化酶促进脂肪氧合酶在大肠杆菌中的表达

Enhanced Expression of Lipoxygenase inEscherichia coliby Co-Expressing Antioxidases

DOI：10.3969/j.issn.1673-1689.2019.10.004

中文关键词: 脂肪氧合酶 超氧化物歧化酶 过氧化氢酶 大肠杆菌 共表达 正交试验

英文关键词: superoxide dismutase,catalase,lipoxygenase,Escherichia coli,co-expression,orthogonal test

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中文摘要:

基于脂肪氧合酶（LOX）活性对宿主菌潜在的危害，分别共表达了超氧化物歧化酶和过氧化氢酶，以期提高铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa BBE 来源的LOX在大肠杆菌Escherichia coliRosetta（DE3）中的表达。将P. aeruginosaBBE 超氧化物歧化酶基因sodB和sodM及E. coli过氧化氢酶基因katE克隆至 pRSFDuet-1，分别得到表达质粒pRSF-sodB，pRSF-sodM和pRSF-katE，将上述表达质粒转化至表达LOX的重组大肠杆菌N6，得到菌株N6-B，N6-M和N6-K。在20 ℃和1 mmol/mL异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（IPTG）条件下诱导70 h，N6-B、N6-M和N6-K胞内外LOX总酶活分别为21.6、28.1和7.1 U/mL，其中N6-B和N6-M较对照菌株N6（11.8 U/mL）提高了83%和138%。通过正交实验确定LOX较优的诱导表达条件为：IPTG 浓度2 mmol/mL，诱导菌体浓度（OD₆₀₀）2.5，诱导温度20 ℃。研究结果表明：共表达超氧化物歧化酶能有效促进LOX在大肠杆菌中的表达，为该酶高效异源表达研究提供了新思路。

英文摘要:

Based on the potential hazards of lipoxygenase（LOX） activity to host strain，three antioxidases（two superoxide dismutases and a catalase） are respectively co-expressed to improve the expression of lipoxygenase expression inEscherichia coliRosetta（DE3）. The superoxide dismutase genes（sodBandsodM） fromP. aeruginosaBBE and catalase gene（katE） from E. coli are cloned into expression plasmid pRSFDuet-1，yielding the plasmids pRSF-sodB，pRSF-sodMand pRSF-katE. The recombinant plasmids are transformed into N6（a LOX expressing strain generated byE. coli） to obtain strains N6-B，N6-M and N6-K，respectively. Under the induction with 1 mmol/mL ITPG at 20 ℃，the total LOX activities of N6-B，N6-M and N6-K reach 21.6，28.1 and 7.1 U/mL respectively. The yield of LOX in N6-B and N6-M is increased by 83% and 138% in contrast to N6（11.8 U/mL），respectively. The optimized induction by using orthogonal test is as follow：OD₆₀₀=2.5，IPTG=2 mmol/mL，and inducing temperature is 20 ℃. The results show that the co-expression of superoxide dismutases could effectively improve the expression of LOX inE. coli，which provides a new idea for efficient heterologous expression of this enzyme.

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