地杆菌α-L-岩藻糖苷酶的分子改造及其在合成2'-岩藻糖基乳糖中的应用

• 作者: 史然 张登娅 谷懿寰 江正强 杨绍青
• 来源期刊: 食品科学
• 关键词: α-L-岩藻糖苷酶 定向进化 底物特异性 转糖苷活性 2’-岩藻糖基乳糖
• 年，卷（期）: 2021,（18）
• 所属期刊栏目: 生物工程|Bioengineering
• 页码范围: 135-142
• 页数: 8页
• 分类号: Q814
• 语种: 中文
• DOI: 10.7506/spkx1002-6630-20210207-125

摘要

对地杆菌α-L-岩藻糖苷酶进行分子改造,以提高其酶法合成2'-岩藻糖基乳糖(2'-fucosyllactose,2'-FL)的转化效率.利用易错聚合酶链式反应构建了α-L-岩藻糖苷酶的突变体文库,筛选得到一个合成2'-FL转化率提高的突变酶(mPbFuc29A1).酶学性质研究结果表明mPbFuc29A1的最适pH值和温度分别为pH?5.0和40?℃,最适温度较野生型PbFuc29A1提高了5?℃;突变酶水解2'-FL的比活力提高到3倍,但是水解4-硝基苯基-α-L-岩藻糖苷(4-nitrophenyl-α-L-fucopyranoside,pNP-FUC)和3'-岩藻糖基乳糖(3'-fucosyllactose,3'-FL)的比活力分别降低了22.8％和52.5％.以pNP-FUC和乳糖为底物,采用mPbFuc29A1酶法催化合成2'-FL和3'-FL,转化率分别为23.6％和56.4％,其中2'-FL的转化率较PbFuc29A1提高了9.1％.通过序列及定点突变分析发现mPbFuc29A1的氨基酸序列中有2个位点发生突变(Asp21Val和Glu266Lys),其中位于loop区的Glu266Lys可能是mPbFuc29A1底物特异性和转糖苷产物组成发生改变的关键.优良的酶学特性使mPbFuc29A1在2'-FL合成中具有较大的应用潜力.