人锰超氧化物歧化酶hSOD2-Q46K突变体的表达与功能分析

• 作者: 李帅广 李艳冰 沈良华 牛得伟 王峰 谢珺 高可 高辉
• 来源期刊: 暨南大学学报（自然科学与医学版）
• 学科: 生物学
• 关键词: 锰超氧化物歧化酶 表达 超氧化物歧化酶活性 突变体
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 页码范围: 205-213
• 页数: 9页
• 分类号: Q78
• 字数: 5184字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11778/j.jdxb.2017.03.004

摘要

目的:构建人锰超氧化物歧化酶(hSOD2)-Q46K突变体,简化获得hSOD2突变体的步骤,探讨hSOD2结构与功能的关系.方法:通过聚合酶链式反应(PCR)体外定点突变技术将hSOD2的46位Q氨基酸突变为K氨基酸,经测序鉴定正确后将pET15 b-hSOD2-Q46K突变体重组质粒转化Rosetta-gami大肠杆菌,通过异丙基-β3-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导目的蛋白表达.利用SWISS-MODEL Workspace对hSOD2-Q46K突变体进行同源建模,利用Swiss-Pdb-Viewer软件对建模结果进行分析.利用Ni-NTA亲和层析纯化目的蛋白后用超氧化物歧化酶(SOD)检测试剂盒检测目的蛋白的SOD活力.利用浓度为0.1 mmol/L百草枯(PQ)压力下生长情况测定表达hSOD2-Q46K和hSOD2蛋白的Rosetta-gami大肠杆菌的抗氧化能力.结果:测序结果表明46位密码子已由CAG突变为AAG.经过IPTG诱导后野生型和突变体均能表达出大小约为25 kDa的蛋白.SOD活性检测表明hSOD2-Q46K突变体的活力为899 U/mg,比野生型蛋白活性下降了65.4％.三维结构分析显示,突变点周围氨基酸间氢键被部分打破.结论:成功构建hSOD2-Q46K突变体并成功得到了纯化的突变体蛋白,hSOD2-Q46K的SOD活力比野生型降低了65.4％,且百草枯压力下表达hSOD2-Q46K蛋白的大肠杆菌A600达到0.84,而野生型蛋白的大肠杆菌A600达到1.14.这可能是因为突变点与周围氨基酸间氢键打破,突变点周围失去了原来的稳定结构,底物通道入口处氨基酸排列疏散,影响电子在氨基酸间的传递,影响静电导向机制,从而阻碍氧自由基在底物通道的通行,使hSOD2的催化活力下降.