一种选择性内酰胺酶的分离纯化及酶学性质的研究

一种选择性内酰胺酶的分离纯化及酶学性质的研究

论文摘要

目前,生物法拆分消旋化合物的应用日益广泛,微生物酶法拆分2-氮杂双环-[2.2.1]-庚烷-5-烯-3-酮(以下简称γ-内酰胺)具有良好的应用前景。本实验室筛选得到的具有立体选择性拆分消旋γ-内酰胺的能力菌株L29-9细胞内含有可以分别作用于(+)γ-内酰胺和(-)γ-内酰胺的内酰胺酶。本实验对作用于(-)γ内酰胺的(-)γ内酰胺酶进行分离、纯化,并对其酶学性质进行了研究。细胞发酵上清液对γ-内酰胺无水解作用。手性HPLC分析表明超声破碎细胞后得到的粗酶液对消旋γ-内酰胺具有选择性水解作用。目的蛋白于55%-65%的硫酸铵饱和度区间被沉淀下来。此粗蛋白通过FPLC系统,依次经过疏水色谱phenyl-sepharose,离子交换色谱DEAE-sepharose及凝胶层析sephacryl分离后,经SDS-PAGE检测,目的蛋白分子量约为31kDa。本实验中目的蛋白的纯化倍数为3.3,纯化后(-)γ-内酰胺酶的活力可达61.3U/mg,酶的转化率和转化产物的光学纯度分别为64.8%和93.1%。初步的酶学性质研究表明,米氏常数Km=2.262X10-3mol/L;酶的最适温度为30℃,在60℃水浴15分钟后,酶活力下降到原来的11.7%,ee值下降为2.3%;该酶的最适pH为8.0,在pH7.0-8.5的范围内均可保持较高的酶活;EDTA对该酶的活力无明显影响,Zn2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+、Cu2+、Fe2+等离子对活力亦无明显影响。对酶的氨基酸N端序列进行了测定,将测序结果(GCITVGNENS)和与蛋白数据库进行比对,未发现此蛋白与其他蛋白有序列同源性。

论文目录

  • 学位论文数据集
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 手性化合物与生物不对称合成
  • 1.1.1 引言
  • 1.1.2 生命中的手性化合物
  • 1.1.3 手性药物及手性中间体的合成
  • 1.1.3.1 化学拆分法
  • 1.1.3.2 不对称合成
  • 1.1.3.3 微生物或酶催化拆分
  • 1.1.4 生物不对称合成与转化的应用与展望
  • 1.2 γ-内酰胺的酶法拆分
  • 1.2.1 γ-内酰胺简介
  • 1.2.2 拆分γ-内酰胺的研究进展
  • 1.2.2.1 色谱分离法
  • 1.2.2.2 微生物酶法
  • 1.3 酰胺酶及(-)γ-内酰胺酶的分离纯化
  • 1.4 课题的目的和意义
  • 第二章 (-)γ-内酰胺酶的分离纯化
  • 2.1 引言
  • 2.2 材料与方法
  • 2.2.1 主要试剂、药品和材料
  • 2.2.2 主要仪器
  • 2.2.3 实验方法
  • 2.2.3.1 菌种培养
  • 2.2.3.2 确定分光光度法测定酶的活力的条件
  • 2.2.3.3 HPLC确定各个步骤酶活力和ee值
  • 2.2.3.4 底物在不同pH下的自发水解作用
  • 2.2.3.5 目的蛋白在细胞内的定位以及破碎条件的选择
  • 2.2.3.6 硫酸铵沉淀条件的选择
  • 2.2.3.7 透析
  • 2.2.3.8 确定phenyl-sepharose的最佳分离条件
  • 2.2.3.9 确定DEAE-sepharose的最佳分离条件
  • 2.2.3.10 确定凝胶层析sephacryl S 200的分离条件
  • 2.2.3.11 聚丙烯酰胺凝胶电泳
  • 2.2.3.12 酶比活力和纯化倍数的确定
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 酶活力和转化产物的光学纯度的测定方法
  • 2.3.2 底物无自发水解作用
  • 2.3.3 细胞破碎条件
  • 2.3.4 硫酸铵沉淀条件
  • 2.3.5 透析
  • 2.3.6 phenyl-sepharose的最佳分离条件
  • 2.3.7 DEAE-sepharose的最佳分离条件
  • 2.3.8 分子筛sephacryl S 200的分离条件
  • 2.3.9 SDS-PAGE
  • 2.3.10 蛋白纯化结果
  • 第三章 蛋白测序和酶学性质的研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 材料与方法
  • 3.2.1 主要实验材料
  • 3.2.2 主要仪器
  • 3.2.3 实验方法
  • 3.2.3.1 测定酶的最适pH
  • 3.2.3.2 测定酶的最适温度和最耐温度
  • 3.2.3.3 测定金属离子对酶活力和转化产物的光学纯度的影响
  • 3.2.3.4 测定酶促反应的米氏常数Km
  • 3.2.3.5 目的蛋白活性染色
  • 3.2.3.6 胶内酶切及质谱测序
  • 3.2.3.7 Western-blot及氨基酸N-端测序
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 酶的最适pH
  • 3.3.2 酶的最适温度和最耐温度
  • 3.3.3 金属离子对酶活力和转化产物的光学纯度的影响
  • 3.3.4 酶促反应的K
  • 3.3.5 目的蛋白活性染色结果
  • 3.3.6 质谱测序结果
  • 3.3.7 氨基酸N-端测序结果
  • 第四章 结论
  • 参考文献
  • 附录1
  • 附录2
  • 致谢
  • 研究成果及发表的学术论文
  • 作者及导师简介
  • 附件
  • 相关论文文献

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