新型芳基磺基转移酶在大肠杆菌中的表达及表征
摘 要:肝素是动物源高度硫酸化、非均一的线性糖胺聚糖。芳基磺基转移酶参与肝素生物合成中磺基供体 3′–磷酸腺苷–5′–磷酰硫酸(PAPS)的合成与再生,是实现肝素生理功能的关键酶。目前已报道的芳基磺基转移酶存在种类少、表达量低等问题。本研究采用隐马尔可夫模型挖掘获得 10 个鸟类来源的磺基转移酶,对新基因进行密码子优化并全合成到表达载体 pET-32a 上,转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21 进行诱导表达。通过优化培养基成分、诱导温度、异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)浓度以及摇床转速,成功实现 S4 和 S8 的异源表达。在 TB 培养基中、诱导温度为16 ℃、使用 0.4 mmol/L IPTG 进行诱导、200 r/min 转速条件下,菌株 BL21/pET32a-Mbp-S4 的 S4 蛋白表达量为60.6 mg/L。对 S4 蛋白进行纯化和酶活力表征,S4 蛋白的最适反应温度为 40 ℃,最适反应 pH 为 7.0,比活力为3.3 mU/mg。通过超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)检测酶修饰后产物,进一步验证 S4 蛋白为芳基磺基转移酶。芳基磺基转移酶 S4 的成功表达为 PAPS 再生提供了功能元件。
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