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磷脂酶B(EC 3.1.1.5)是一类独特的磷脂水解酶,能催化磷脂底物sn-1和sn-2位的酯键水解,形成游离脂肪酸和溶血磷脂产物。低温磷脂酶-B在食品、日化及生物技术领域有广泛应用前景,可产生巨大的环境和经济效益。因其可在低温条件进行应用,在食品工业可避免食品配料品质的发生变化。在洗涤工业中,磷脂酶-B作为洗涤剂的添加剂,可提高在较低的温度条件下的洗涤效率。尽管低温酶在生物技术工业中具有巨大的优势,但目前该低温的磷脂酶B的挖掘、性质评价及应用研究工作尚未系统深入开展。
本研究报道了来源于TalaromycesmarneffeiGD-0079的磷脂酶B(TmPLB1),其基因序列通过全基因合成技术获得。同时在大肠杆菌shuffleT7表达系统对TmPLB1基因进行了重组表达,并通过亲和层析法对重组蛋白进行了纯化,该酶的纯化得率为13.5%。TmPLB1在35℃和pH7.0下最佳的酶催化活性。以卵磷脂(大豆>98%纯度)为水解底物,通过31PNMR技术进行检测分析,其产物主要为磷脂酰胆碱(PC)、溶血磷脂(1-LPC和2-LPC),此外还包括少量的其他磷脂产物。同源建模及分子模拟分析表明,TmPLB1的活性位点口袋中的催化三联体为Ser125、Asp183和His215。
进一步研究了TmPLB1在不同类型低共熔溶剂中的催化特性表现。首先考察摩尔比为50wt%的不同氢键供体制备低共熔溶剂(DES),在最佳温度(35℃)下以PC(卵磷脂>98%)为底物探究TmPLB1的水解活力表现。研究结果表明,含有山梨醇作为氢键供体的DES体系中,酶的水解活力提高了原来的80%,而乙二醇和甘油则表现次之。其次,研究了不同类型的低共熔溶剂对TmPLB1稳定作用的影响。以木糖醇,乙二醇和甘油作为氢键供体的DES溶剂显示出更高的稳定性。木糖醇在24小时后,仍然保留92%的活性,而在乙二醇及甘油孵育12小时,分别保留92%和70%的活性。圆二色性测定分析也提示,TmPLB1在多元醇溶剂中二级结构变化受影响最小,这可能得益于其酶结构中的羟基数目增加及其协同作用。31PNMR考察了低共熔溶剂对合成磷脂酰丝氨酸(PS)的影响,也表明以多元醇为氢键供体的低共熔溶剂为PS的合成提供了更优的环境。进一步的分子对接模拟分析研究表明,不同类型的低共熔体系对TmPLB1的稳定性作用的贡献大小,依次为山梨糖醇>乙酰胺>蔗糖>苹果酸。综上所述,多元醇是良好的氢键供体,与氯化胆碱结合使用时可提高TmPLB1酶的活性及热稳定性,可将其用于生物催化或酶催化反应的助溶剂中。
本研究报道了来源于TalaromycesmarneffeiGD-0079的磷脂酶B(TmPLB1),其基因序列通过全基因合成技术获得。同时在大肠杆菌shuffleT7表达系统对TmPLB1基因进行了重组表达,并通过亲和层析法对重组蛋白进行了纯化,该酶的纯化得率为13.5%。TmPLB1在35℃和pH7.0下最佳的酶催化活性。以卵磷脂(大豆>98%纯度)为水解底物,通过31PNMR技术进行检测分析,其产物主要为磷脂酰胆碱(PC)、溶血磷脂(1-LPC和2-LPC),此外还包括少量的其他磷脂产物。同源建模及分子模拟分析表明,TmPLB1的活性位点口袋中的催化三联体为Ser125、Asp183和His215。
进一步研究了TmPLB1在不同类型低共熔溶剂中的催化特性表现。首先考察摩尔比为50wt%的不同氢键供体制备低共熔溶剂(DES),在最佳温度(35℃)下以PC(卵磷脂>98%)为底物探究TmPLB1的水解活力表现。研究结果表明,含有山梨醇作为氢键供体的DES体系中,酶的水解活力提高了原来的80%,而乙二醇和甘油则表现次之。其次,研究了不同类型的低共熔溶剂对TmPLB1稳定作用的影响。以木糖醇,乙二醇和甘油作为氢键供体的DES溶剂显示出更高的稳定性。木糖醇在24小时后,仍然保留92%的活性,而在乙二醇及甘油孵育12小时,分别保留92%和70%的活性。圆二色性测定分析也提示,TmPLB1在多元醇溶剂中二级结构变化受影响最小,这可能得益于其酶结构中的羟基数目增加及其协同作用。31PNMR考察了低共熔溶剂对合成磷脂酰丝氨酸(PS)的影响,也表明以多元醇为氢键供体的低共熔溶剂为PS的合成提供了更优的环境。进一步的分子对接模拟分析研究表明,不同类型的低共熔体系对TmPLB1的稳定性作用的贡献大小,依次为山梨糖醇>乙酰胺>蔗糖>苹果酸。综上所述,多元醇是良好的氢键供体,与氯化胆碱结合使用时可提高TmPLB1酶的活性及热稳定性,可将其用于生物催化或酶催化反应的助溶剂中。