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微生物谷氨酰胺转胺酶,又称蛋白质-谷氨酸-谷氨酰胺转胺酶(Mcrobialtransglutaminase, EC2.3.2.13,简称MTG)是一种从微生物中分离出来的、具有催化酰基发生转移反应的酶。能催化蛋白分子内、分子间形成ε-(γ-glutamyl)lys键,引起的交联反应,能进一步改变蛋白质及蛋白质所附着的细胞、组织等的功能性质。因此,MTG在食品、纺织等行业中具有广泛的应用价值。本文中,笔者对实验室已构建好的两株重组菌pET22b-MTG/E.coliBL21(DE3)、pGEX-4T-1-MTG/E.coli BL21(DE3)进行了活化,并通过质粒酶切及PCR技术验证了低温保存一年的菌株质粒并未丢失。采取乳糖诱导的方法对两株菌进行诱导表达,并对诱导条件做了优化分析。发现以1%比例接种pET22b-MTG/E.coli BL21(DE3),培养基中添加1.2g/L的乳糖、pH为7.0、在28℃、220r/min环境下培养11.5h,升温至50℃热诱导50min后,再调节温度至28℃培养5.5h,MTG的表达量相对较高,约为18.8g/L,是IPTG最佳诱导条件下表达量的3倍。对pGEX-4T-1-MTG/E.coli BL21(DE3)的乳糖诱导发现接种量为2.0%(V/V)、乳糖浓度为1.2g/L、37℃,220r/min,pH6.8,诱导9h后,MTG的表达量最高,约为6.8g/L。培养基中添加钙离子浓度为0.2~20mmol/L时,MTG的表达会受到抑制,且MTG受抑制程度随钙离子浓度的增加而增加。对两株工程菌表达的蛋白质进行了纯化工艺的研究。通过对目的蛋白的定位,发现pET22b-MTG/E.coli BL21(DE3)中的MTG以可溶性形式存在,针对可溶性表达的蛋白溶液依次进行了凝胶过滤分离、离子交换层析以及亲和纯化层析,并对纯化条件进行了摸索。最终获得电泳纯状态的MTG蛋白溶液,测得酶活为7.53U/mL,比活力达到10.91U/mg。而pGEX-4T-1-MTG/E.coli BL21(DE3)的目的蛋白主要以包涵体形式存在,实验对包涵体蛋白分别进行了透析、稀释及凝胶过滤色谱复性,最终选择双梯度洗脱色谱方法对包涵体溶液进行复性。随后利用GST标签树脂及凝血酶对复性蛋白进行纯化,获得了酶活为0.35U/mL的MTG蛋白溶液,比活力大小为29U/mg。经纯化后的酶液,其30min热稳定温度在50℃以下,20℃以下环境几乎对酶活没有影响,而MTG所处的环境温度一旦高于60℃则极易损失。酶液30min内pH稳定范围为pH5~8,pH为6酶活最稳定,该酶液保存范围应为pH5.5~6.5。大部分金属离子在低浓度时对MTG酶活的影响并不大,而绝大多数金属离子浓度在5mol/L时对酶液有强烈的抑制作用。