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新阿波罗栖热袍菌(Thermotoga neapolitana)是一种超嗜热菌,属于革兰氏阴性菌,其最适生长温度高达80℃,T.neapolitana利用广泛的底物发酵产氢和微量乙醇,其代谢途径中的一个关键酶是丙酮酸铁氧化还原蛋白酶(PFOR)。PFOR全酶是由α,β,γ,δ四个亚基组成,PFOR酶催化丙酮酸和辅酶A转化成乙酰辅酶A。它使用焦磷酸硫胺素(TPP)作为辅酶。新阿波罗栖热袍菌(T.neapolitana)来源的丙酮酸铁氧化还原蛋白酶的酶学特性还未阐明,本研究从新阿波罗栖热袍菌(T.neapolitana)中克隆丙酮酸铁氧化还原蛋白酶基因,在大肠杆菌中进行重组表达,对重组表达的PFOR酶进行纯化,和酶学性质分析,以及对PFOR酶酶法合成乙酰辅酶A进行了探索。主要研究内容与研究结果如下:(1)构建丙酮酸铁氧化还原蛋白酶重组表达质粒pET-PFOR:采用PCR方法从新阿波罗栖热袍菌全基因组中扩增出目标基因片段,并以pET表达载体为基础,构建出含丙酮酸铁氧化还原蛋白酶基因的重组表达质粒。(2)重组丙酮酸铁氧化还原蛋白酶的表达和纯化。将重组表达质粒转入到大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中,加入IPTG诱导剂诱导表达,采用热处理、阴离子交换层析法对重组丙酮酸铁氧化还原蛋白酶进行纯化。(3)重组丙酮酸铁氧化还原蛋白酶的酶学性质分析。对重组丙酮酸铁氧化还原蛋白酶测定其酶学活性受pH、温度、氧气影响的变化情况,以及它的最适pH、温度,并对其底物特异性进行分析。重组丙酮酸铁氧化还原蛋白酶的最适pH为8.0,最适反应温度为90℃。它具有热稳定性,在90℃时半衰期超过1小时,并且在85℃下孵育1小时保留80%以上的活性。(4)重组丙酮酸铁氧化还原蛋白酶的应用。探索了酶法合成乙酰辅酶A的合成方法,讨论PFOR酶催化丙酮酸转化为乙酰辅酶A的最适反应条件。在90℃,pH 8.0,重组PFOR酶合成乙酰辅酶A速率最快,达到15.1μmol min-1 mg-1。乙酰辅酶A合成的速率随着丙酮酸浓度的增加而增加。