地杆菌α-L-岩藻糖苷酶的分子改造及其在合成2'-岩藻糖基乳糖中的应用

Direct Evolution of α-L-Fucosidase from Pedobacter sp. and Its Application in the Synthesis of 2'-Fucosyllactose

史然 ¹张登娅 ¹谷懿寰 ¹江正强 ¹杨绍青¹

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作者信息

1. 中国轻工食品生物工程重点实验室,中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100083
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摘要

对地杆菌α-L-岩藻糖苷酶进行分子改造,以提高其酶法合成2'-岩藻糖基乳糖(2'-fucosyllactose,2'-FL)的转化效率.利用易错聚合酶链式反应构建了α-L-岩藻糖苷酶的突变体文库,筛选得到一个合成2'-FL转化率提高的突变酶(mPbFuc29A1).酶学性质研究结果表明mPbFuc29A1的最适pH值和温度分别为pH 5.0和40 ℃,最适温度较野生型PbFuc29A1提高了5 ℃;突变酶水解2'-FL的比活力提高到3倍,但是水解4-硝基苯基-α-L-岩藻糖苷(4-nitrophenyl-α-L-fucopyranoside,pNP-FUC)和3'-岩藻糖基乳糖(3'-fucosyllactose,3'-FL)的比活力分别降低了22.8％和52.5％.以pNP-FUC和乳糖为底物,采用mPbFuc29A1酶法催化合成2'-FL和3'-FL,转化率分别为23.6％和56.4％,其中2'-FL的转化率较PbFuc29A1提高了9.1％.通过序列及定点突变分析发现mPbFuc29A1的氨基酸序列中有2个位点发生突变(Asp21Val和Glu266Lys),其中位于loop区的Glu266Lys可能是mPbFuc29A1底物特异性和转糖苷产物组成发生改变的关键.优良的酶学特性使mPbFuc29A1在2'-FL合成中具有较大的应用潜力.

关键词

α-L-岩藻糖苷酶/定向进化/底物特异性/转糖苷活性/2'-岩藻糖基乳糖

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基金项目

出版年

2021

食品科学

北京食品科学研究院

食品科学

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：1.327

ISSN：1002-6630

被引量5

参考文献量4

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