饱和突变提高肌酸酶热稳定性

Improvement of Creatinase Thermal Stability Through Saturation Mutagenesis

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2019.10.002

中文关键词: 肌酸酶 热稳定性 饱和突变 分子改造 氢键

英文关键词: creatinase,thermal stability,saturation mutagenesis,molecular modification,hydrogen bond

基金项目:

作者

单位

阮洁

江南大学 工业生物技术教育部重点实验室江苏 无锡 214122

江南大学 生物工程学院江苏 无锡 214122

刘松

江南大学 工业生物技术教育部重点实验室江苏 无锡 214122

江南大学 生物工程学院江苏 无锡 214122

李江华

江南大学 工业生物技术教育部重点实验室江苏 无锡 214122

江南大学 生物工程学院江苏 无锡 214122

堵国成

江南大学 工业生物技术教育部重点实验室江苏 无锡 214122

江南大学 生物工程学院江苏 无锡 214122

陈坚

江南大学 工业生物技术教育部重点实验室江苏 无锡 214122

江南大学 生物工程学院江苏 无锡 214122

摘要点击次数: 37

全文下载次数: 32

中文摘要:

为提高肌酸酶(Creatinase,EC 3.5.3.3,CRE)的热稳定性,通过序列比对的方法确定了Arthrobacter nicotianae 23710 CRE热稳定性相关位点K195,并对其进行饱和突变。与野生酶相比,突变体K195V、K195T、K195C和K195L在50 ℃下的半衰期分别提高260%、 230% 、60%和20%;其中,K195V 和 K195C 比酶活分别提高80.7%和88.2%,其他突变体比酶活无明显变化;突变体K195V、K195T、K195C和K195L的催化效率(kcat/Km)分别提高131%、 218%、 83%和 100%。结构分析发现,突变体K195V、 K195T、 K195L较野生酶分别增加了7、12和13个氢键。结果表明:对Lys195的突变可有效改变CRE的热稳定性及催化效率,且分子内部氢键的增加可能是CRE热稳定性提高的重要原因之一。

英文摘要:

To improve the thermal stability of creatinase(EC 3.5.3.3,CRE),the "hot-spot" Lys195 in Arthrobacter nicotianae 23710 CRE is identified by sequence alignment,and saturation mutagenesis is conducted at this site. In contrast to wild-type enzyme,the mutants K195V,K195T,K195C,and K195L exhibited 260%,230%,60%,and 20% increase in half-life at 50 ℃,respectively;the specific activity of K195V and K195C are respectively increased by 80.7% and 88.2%. Furthermore,the catalytic efficiency(kcat/Km)of mutants K195V,K195T,K195C,and K195L are increased by 131%,218%,83% and 100%,respectively. As indicated by structure analysis,the number of hydrogen bonds of the K195V,K195T,and K195L are increased by 7,12 and 13 in comparison with the wild-type enzyme,respectively. The results indicated mutations at Lys195 could affect the thermal stability and catalytic efficiency of CRE,and the increase in hydrogen bonds may account for the improved thermal stability of CRE.

查看全文 查看/发表评论 下载PDF阅读器