基于分子對(duì)接的木酮糖激酶理性改造.pdf

1、纖維素乙醇的研究近年來(lái)備受關(guān)注，為了提高纖維素水解物中主要糖類(lèi)葡萄糖和木糖的利用，針對(duì)提高釀酒酵母菌株木糖利用能力及葡萄糖木糖共利用方面的課題得到大家廣泛重視。木酮糖激酶催化木酮糖轉(zhuǎn)化為5-磷酸木酮糖，是木糖代謝進(jìn)入下游磷酸戊糖途徑的節(jié)點(diǎn)步驟，對(duì)木糖代謝具有很重要作用，而天然釀酒酵母木酮糖激酶活性很低，無(wú)法滿足木糖代謝的需求。
　　本研究中著重從構(gòu)效關(guān)系角度研究木酮糖激酶，借助分子對(duì)接對(duì)不同源木酮糖激酶與底物的結(jié)合情況進(jìn)行分析，為

2、該酶的理性改造提供靶點(diǎn)。本研究中比較了含有不同來(lái)源木酮糖激酶基因的釀酒酵母菌株，發(fā)酵結(jié)果顯示不同來(lái)源木酮糖激酶其活性存在較大差異，含有畢赤酵母來(lái)源木酮糖激酶的菌株木糖消耗最快，且乙醇得率為0.38 g/g，熱帶念珠菌來(lái)源的木酮糖激酶活性最弱，相應(yīng)的木糖代謝能力也低于其他菌株。
　　通過(guò)分子對(duì)接對(duì)酶與底物結(jié)合能力分析，發(fā)現(xiàn)酶活高低與酶和底物ATP的結(jié)合能力有關(guān)，結(jié)合能越高，酶活性越高，而熱帶念珠菌來(lái)源的木酮糖激酶較為特殊，其酶與AD

3、P的結(jié)合能顯著高于其他酶，為了驗(yàn)證與ADP的過(guò)高結(jié)合是否對(duì)酶活有抑制作用，選定與ADP有較強(qiáng)結(jié)合能的502位賴氨酸作為突變靶點(diǎn)，點(diǎn)突變后菌株smh-94(K502D)較原始菌株在木糖利用能力方面有很大提高，木糖利用速率是原始菌株的2.3倍，乙醇得率也從原來(lái)的0.11 g/g提高到0.39 g/g。對(duì)保守區(qū)氨基酸位點(diǎn)的突變沒(méi)有得到理想的突變體，表明這些位點(diǎn)對(duì)酶與底物結(jié)合及酶活性的發(fā)揮起到至關(guān)重要的作用，同時(shí)也印證了分子對(duì)接結(jié)果的可信性。<