二硫键理性设计提高Thermobifida fusca角质酶热稳定性研究
发布时间：2021-10-12 15:34
聚酯纤维,商品名称涤纶（Poly ethylene terephthalate,PET纤维）,具有弹性好、耐磨性好、强度高、抗褶皱以及干燥快等优点,是纺织工业中产量增长最快的合成纤维之一。PET纤维是由对苯二甲酸和乙二醇脱水聚合形成的聚酯材料,疏水性强,不易染色,严重影响了其纺织品的品质。利用Thermobifida fusca来源的角质酶可水解PET纤维中的酯键,产生亲水性的-COOH和-OH基团以提高其亲水性。然而因PET高度结晶,降低了角质酶对PET纤维中聚酯链的可及性,严重影响角质酶的催化效率。因此,可选用接近或高于PET的玻璃态转变温度（69-80℃）进行酶处理。而T.fusca角质酶在该温度条件下热稳定性差,需通过分子改造提高其热稳定性,以满足应用需求。本研究以质粒pET-20b（+）-cut为模板,以定点突变的方式获得了一株热稳定性和pH稳定性显著提高且其他优良性状均保持不变的突变体D204C/E253C,并通过突变优化、共表达、无信号肽等方式实现了突变体D204C/E253C的高效可溶性表达。和野生型T.fusca角质酶相比,选用突变体D204C/E253C在80℃条件...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
角质酶和脂肪
用。因此，可以尝试在T.fusca角质酶中引入二硫键来提高其热稳定性。图1-2T.fusca角质酶中的天然二硫键Cys241-Cys259Fig.1-2NaturaldisulfidebondsCys241-Cys259inT.fuscacutinase1.2二硫键概述1.2.1二硫键的分类二硫键(Disulfidebond)与氢键、离子键、疏水键和范德华力等不同，是硫原子间所形成的共价键。在蛋白质的结构中，空间上相近(一般在4及以内)的2个半胱氨酸(Cys)残基的巯基基团之间可发生氧化反应生成二硫键[46]。二硫键对于蛋白质的折叠、活性、和稳定性具有至关重要的作用。可分为链内二硫键和链间二硫键2种(图1-3)：2个位于同一条肽链上，在空间上相近的Cys的巯基基团所形成的二硫键，称为链内二硫键(a)；若2个Cys分别位于2条不同的肽链上，则称为链间二硫键(b)[47]。图1-3链内二硫键和链间二硫键Fig.1-3Intra-chainandinter-chaindisulfidebonds
稳定性。野生型的T.fusca角质酶中具有一个天然的二硫键Cys241-Cys259(图1-2)，为了研究该二硫键对角质酶的影响，陈晟等人构建了缺乏二硫键的T.fusca角质酶突变体(C241A/C259A)并在大肠杆菌中表达，研究结果显示突变体C241A/C259A的胞外分泌急剧下降至13.8％，并且在细胞中检测到大量不溶性包涵体。纯化的突变体C241A/C259A的酶活降至71.0％，并且二级结构明显改变，热稳定性显着降低。这表明二硫键Cys241-Cys259对于T.fusca角质酶稳定性具有至关重要的作用。因此，可以尝试在T.fusca角质酶中引入二硫键来提高其热稳定性。图1-2T.fusca角质酶中的天然二硫键Cys241-Cys259Fig.1-2NaturaldisulfidebondsCys241-Cys259inT.fuscacutinase1.2二硫键概述1.2.1二硫键的分类二硫键(Disulfidebond)与氢键、离子键、疏水键和范德华力等不同，是硫原子间所形成的共价键。在蛋白质的结构中，空间上相近(一般在4及以内)的2个半胱氨酸(Cys)残基的巯基基团之间可发生氧化反应生成二硫键[46]。二硫键对于蛋白质的折叠、活性、和稳定性具有至关重要的作用。可分为链内二硫键和链间二硫键2种(图1-3)：2个位于同一条肽链上，在空间上相近的Cys的巯基基团所形成的二硫键，称为链内二硫键(a)；若2个Cys分别位于2条不同的肽链上，则称为链间二硫键(b)[47]。图1-3链内二硫键和链间二硫键Fig.1-3Intra-chainandinter-chaindisulfidebonds
【参考文献】：
期刊论文
[1]多二硫键蛋白在大肠杆菌中的表达研究[J]. 王彦婷,黄智刚,郭西英,汪盛. 生命科学研究. 2015(03)
[2]角质酶的研究与应用进展[J]. 张效宁,冉琴琴,张学俊. 中国酿造. 2013(11)
[3]重组角质酶的发酵制备及其对涤纶纤维的表面改性[J]. 张瑶,陈晟,吴丹,何淼,朱孔亮,陈坚,吴敬. 生物工程学报. 2011(07)
[4]角质酶及其在纺织工业中的应用[J]. 张瑶,陈晟,吴丹,吴敬,陈坚. 中国生物工程杂志. 2010(09)
[5]二硫键与蛋白质的结构[J]. 徐国恒. 生物学通报. 2010(05)
[6]使用生物酶法提高涤纶织物的亲水性[J]. 刘延波,吴桂芳,顾榴红. 纺织导报. 2008(06)
博士论文
[1]重组Thermobifida fusca角质酶的高效胞外表达及其分子机制[D]. 宿玲恰.江南大学 2013
硕士论文
[1]涤纶染色与分散均染剂研究[D]. 盛连波.苏州大学 2017
本文编号：3432842
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
角质酶和脂肪
用。因此，可以尝试在T.fusca角质酶中引入二硫键来提高其热稳定性。图1-2T.fusca角质酶中的天然二硫键Cys241-Cys259Fig.1-2NaturaldisulfidebondsCys241-Cys259inT.fuscacutinase1.2二硫键概述1.2.1二硫键的分类二硫键(Disulfidebond)与氢键、离子键、疏水键和范德华力等不同，是硫原子间所形成的共价键。在蛋白质的结构中，空间上相近(一般在4及以内)的2个半胱氨酸(Cys)残基的巯基基团之间可发生氧化反应生成二硫键[46]。二硫键对于蛋白质的折叠、活性、和稳定性具有至关重要的作用。可分为链内二硫键和链间二硫键2种(图1-3)：2个位于同一条肽链上，在空间上相近的Cys的巯基基团所形成的二硫键，称为链内二硫键(a)；若2个Cys分别位于2条不同的肽链上，则称为链间二硫键(b)[47]。图1-3链内二硫键和链间二硫键Fig.1-3Intra-chainandinter-chaindisulfidebonds
稳定性。野生型的T.fusca角质酶中具有一个天然的二硫键Cys241-Cys259(图1-2)，为了研究该二硫键对角质酶的影响，陈晟等人构建了缺乏二硫键的T.fusca角质酶突变体(C241A/C259A)并在大肠杆菌中表达，研究结果显示突变体C241A/C259A的胞外分泌急剧下降至13.8％，并且在细胞中检测到大量不溶性包涵体。纯化的突变体C241A/C259A的酶活降至71.0％，并且二级结构明显改变，热稳定性显着降低。这表明二硫键Cys241-Cys259对于T.fusca角质酶稳定性具有至关重要的作用。因此，可以尝试在T.fusca角质酶中引入二硫键来提高其热稳定性。图1-2T.fusca角质酶中的天然二硫键Cys241-Cys259Fig.1-2NaturaldisulfidebondsCys241-Cys259inT.fuscacutinase1.2二硫键概述1.2.1二硫键的分类二硫键(Disulfidebond)与氢键、离子键、疏水键和范德华力等不同，是硫原子间所形成的共价键。在蛋白质的结构中，空间上相近(一般在4及以内)的2个半胱氨酸(Cys)残基的巯基基团之间可发生氧化反应生成二硫键[46]。二硫键对于蛋白质的折叠、活性、和稳定性具有至关重要的作用。可分为链内二硫键和链间二硫键2种(图1-3)：2个位于同一条肽链上，在空间上相近的Cys的巯基基团所形成的二硫键，称为链内二硫键(a)；若2个Cys分别位于2条不同的肽链上，则称为链间二硫键(b)[47]。图1-3链内二硫键和链间二硫键Fig.1-3Intra-chainandinter-chaindisulfidebonds
【参考文献】：
期刊论文
[1]多二硫键蛋白在大肠杆菌中的表达研究[J]. 王彦婷,黄智刚,郭西英,汪盛. 生命科学研究. 2015(03)
[2]角质酶的研究与应用进展[J]. 张效宁,冉琴琴,张学俊. 中国酿造. 2013(11)
[3]重组角质酶的发酵制备及其对涤纶纤维的表面改性[J]. 张瑶,陈晟,吴丹,何淼,朱孔亮,陈坚,吴敬. 生物工程学报. 2011(07)
[4]角质酶及其在纺织工业中的应用[J]. 张瑶,陈晟,吴丹,吴敬,陈坚. 中国生物工程杂志. 2010(09)
[5]二硫键与蛋白质的结构[J]. 徐国恒. 生物学通报. 2010(05)
[6]使用生物酶法提高涤纶织物的亲水性[J]. 刘延波,吴桂芳,顾榴红. 纺织导报. 2008(06)
博士论文
[1]重组Thermobifida fusca角质酶的高效胞外表达及其分子机制[D]. 宿玲恰.江南大学 2013
硕士论文
[1]涤纶染色与分散均染剂研究[D]. 盛连波.苏州大学 2017
本文编号：3432842
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