产酸克氏杆菌(Klebsiella oxytoca)钼铁蛋白α-423Ile位点的突变导致固氮酶催化活性降低

• 作者: 姜伟 常天驹 张刚 彭涛 李季伦 李颖 郭青娟
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 产酸克雷伯氏杆菌 固氮酶 催化机制 定点突变 质子/电子传递途径
• 年，卷（期）: 2014,（13）
• 所属期刊栏目: 微生物学
• 页码范围: 1215-1222
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1007/s11434-013-0094-4

摘要

基于前期对固氮酶催化过程中存在两条电子传递通路的推论,探索从与P原子簇共价相连的β-93Cys出发至FeMoco之间重要的氨基酸位点.通过分析固氮酶钼铁蛋白的结构,利用体外定点突变和基因替代技术,将产酸克氏杆菌(Klebsiella oxytoca)固氮酶β-102Asn,α-431Lys和α-423Ile位点分别替换为β-102Ala,α-431His和α-423Pro,获得Nβ102A,Kα431H和Iα423P突变株.3个突变对细菌固氮生长有不同程度的影响,其中Iα423P突变株几乎无固氮生长,细胞乙炔还原活性显著下降;在42L发酵罐中培养,其细胞最高固氮酶活性仅为野生型菌株的1/6; qRT-PCR检测发现此突变株nifD基因4倍的上调表达.分离纯化Iα423P钼铁蛋白,其最高C2H2和H+还原水平分别为野生型的13％和21％.根据以上研究结果推论,突变固氮酶的催化活性显著降低,或与直接打破α-423Ile与高柠檬酸长臂之间的氢键有关,推测α-423Ile是固氮酶催化底物还原过程中,电子经高柠檬酸长臂进入活性中心Mo位的入口氨基酸.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李颖		76	602	13.0	20.0
2	张刚		10	148	7.0	10.0
3	李季伦		49	572	13.0	22.0
4	彭涛		21	502	11.0	21.0
5	姜伟		25	156	8.0	11.0
6	郭青娟		1	0	0.0	0.0
7	常天驹		1	0	0.0	0.0