论文部分内容阅读
N-糖基化修饰是真核生物最为常见的翻译后修饰之一,其对蛋白质的分泌、活性、功能和结构稳定性有重要影响。而课题组前期将来自Penicilliumpurpurogenum Li-3菌中的β-葡萄糖醛酸苷酶在毕赤酵母中重组表达后发现其发生了糖基化修饰,而经糖基化修饰后的β-葡萄糖醛酸苷酶(PGUS-P)的热稳定性与野生型相比得到明显提高。因此,本论文针对N-糖基化修饰对PGUS-P稳定性的影响展开研究,在PGUS-P模拟结构基础上,设计了新的N-糖基化修饰位点,以期获得稳定性提高的β-葡萄糖醛酸苷酶。主要研究结果如下:首先以毕赤酵母重组表达β-葡萄糖醛酸苷酶(PGUS-P)为研究对象,采用半理性设计方法对其进行糖基改性,通过定点突变在PGUS-P中引入具有EAS(enhancedaromatic sequence)序列的新N-糖基化位点。通过活性筛选和糖蛋白筛选,最终得到三个成功引入新糖基化修饰的突变酶PGUS-P-26,PGUS-P-35和PGUS-P-259。其次,对PGUS-P-26,PGUS-P-35和PGUS-P-259的酶学性质和催化特性进行了分析,结果表明:三个突变酶的最适温度均由50℃提高到55℃,但最适pH未发生变化。稳定性分析结果表明:引入糖基化修饰后PGUS-P-35和PGUS-P-259的热稳定性均得到改善,在65℃下保温90min时,PGUS-P-35和PGUS-P-259的剩余酶活力分别维持在95%和93%,而PGUS-P在65℃下保温相同时间后剩余酶活为84%左右。糖基化修饰并未对三株突变酶的pH稳定性造成明显变化。反应动力学常数测定表明,PGUS-P-35的最大反应速度由111.25μmol/Lmin-1提高为120.48μmol/Lmin-1,并且引入糖基化修饰后,PGUS-P-26,PGUS-P-35和PGUS-P-259催化甘草酸的Km变小,Kcat/Km增加,表明其对底物甘草酸的亲和力和催化效率均得到提高。最后对突变酶的结构稳定性进行分析,荧光光谱分析表明三个突变酶的荧光峰均发生红移,表明荧光发射基团(Try)的微环境极性增加,糖基化修饰后蛋白质三级结构发生变化,其中以PGUS-P-35的偏移最大。而对氨基酸变化前后结构的模拟比对分析结果表明,只有PGUS-P-26的氨基酸突变导致了酶蛋白的空间结构发生了微弱的变化,而PGUS-P-35和PGUS-P-259的空间结构均未发生变化,因此,进一步说明了突变酶稳定性的改变是由于糖基化糖链的添加导致的。