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根霉脂肪酶是一类典型的微生物脂肪酶,其独特的催化特性使其在脂肪酶理论研究和实际应用中都占有重要地位。华根霉脂肪酶(Rhizopuschinensislipase,RCL)在酯类物质的合成、生物柴油和手性化合物的制备等重要工业实践中表现出良好的应用价值。对华根霉脂肪酶进行克隆表达以及酶学性质研究,为进一步开展华根霉脂肪酶的理论和应用研究提供了一定基础。
为了较全面的认识华根霉脂肪酶,准确表达不同脂肪酶的基因片段,指导其工业应用,本文从华根霉(RhizopuschinensisCCTCCM201021)基因组中PCR扩增出前导肽脂肪酶基因(proRCL)和成熟肽脂肪酶基因(mRCL)并将其克隆到原核表达载体pET-28a中,构建了重组表达质粒,并在E.coliBL21中实现了具有活性的表达,表达产物SDS-PAGE分析表明,表达的前导肽脂肪酶分子量约43kD,成熟肽脂肪酶分子量约33kD,与预期分子量相同。优化表达条件,能获得活性相对较高的重组蛋白。收集菌体,超声破碎上清液经镍离子亲和层析,纯化得到目的蛋白。
对重组ProRCL和MRCL主要酶学性质进行了研究,发现ProRCL和MRCL最适反应温度相同,为35℃,最适反应pH相近,分别为8.0和8.5。两重组脂肪酶水解底物的脂肪酸链长特异性差别不大,均对短链的脂肪酸酯水解活力较高,分类学上更接近于酯酶。但底物动力学常数有差异,分别以长链的对硝基苯酚棕榈酸酯和短链的对硝基苯酚丙酸酯为底物,ProRCL和MRCL的Km值说明两脂肪酶对对硝基苯酚丙酸酯的结合能力明显高于对硝基苯酚棕榈酸酯,其Kcat值也说明短链的对硝基苯酚丙酸酯为较适底物。10mmol/L的Mg2+对两重组脂肪酶有较好的激活作用,而Hg2+、SDS和PMSF强烈抑制其活力。与米根霉脂肪酶(ROL)不同,研究结果表明,前导序列对华根霉脂肪酶的主要酶学特性没有显著影响。