影响多步脱氢酶CrtI功能的关键结构特征探索

论文摘要

在生物体内存在可催化多步连续反应的通用酶,对生物代谢过程具有重要作用。八氢番茄红素脱氢酶(CrtI)作为典型代表,可以催化多步连续脱氢反应,生成番茄红素等具有重要价值的产物。本文以酿酒酵母为底盘研究CrtI的催化功能特征。首先通过组合设计与筛选番茄红素合成路径中的三种外源酶CrtE、CrtB和CrtI,发现CrtI是主要的限制因素,且三孢布拉氏霉菌来源的CrtI (BtCrtI)表现出优异的催化功能。通过生物信息学与蛋白结构分析发现BtCrtI的S311残基是连接和稳定活性中心结构的关键。随后通过分析该位点的饱和突变结果,揭示了该位点的氨基酸残基类型对活性中心结构和功能的显著作用,为酶的设计和改造提供了新的思路。同时发现CrtI的活性差异未对合成路径中的类胡萝卜素的代谢流造成扰动,表明CrtI是番茄红素的产量和纯度的决定因素。

论文目录

• 引言
• 1 实验材料与方法
•   1.1 工具酶与试剂
•   1.2 菌株与培养基
•   1.3 质粒和菌株的构建
•   1.4 人工酵母菌株的发酵
•   1.5 产物的提取与检测
•   1.6 全酶结构的计算机模拟
• 2 实验结果与讨论
•   2.1 包含CrtI的外源路径酶的组合筛选和比较分析
•   2.2 关键氨基酸的结构与生物信息学分析
•   2.3 氨基酸残基类型对酶的结构和功能的影响
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈琛,王颖,刘宏,陈艳,姚明东,肖文海

关键词: 合成生物学,生物催化,八氢番茄红素脱氢酶,多步脱氢反应,酶的活性中心结构

来源: 化工学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 化学

单位: 天津大学系统生物工程教育部重点实验室,天津化学化工协同创新中心合成生物学平台

基金: 国家自然科学基金青年项目(31600052)

分类号: O629.8

页码: 189-198

总页数: 10

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