高酶活枯草芽孢杆菌碱性磷酸酶phoA基因克隆表达及降解内毒素的应用
【背景】碱性磷酸酶有降解内毒素活性,在胃肠道中有预防和减弱肠道炎症的作用,不同的枯草芽孢杆菌能分泌不同酶活性水平的碱性磷酸酶,可能是该菌保健作用的一个值得重视的因素。【目的】筛选并分离出一株产高酶活碱性磷酸酶枯草芽孢杆菌,对其phoA基因进行克隆并原核表达,研究其酶学性质并对内毒素进行降解研究。【方法】以有机质丰富的土壤环境微生物为样本,在有机磷平板培养基中分离枯草芽孢杆菌,以4-硝基苯磷酸二钠盐(p-NPP)为底物进行酶活测定,筛选产高酶活碱性磷酸酶细菌,并克隆表达其phoA基因及研究重组PhoA的酶学特性,最后用小鼠试验证明该酶对降低内毒素LPS的毒性作用。【结果】成功筛选到14株产高酶活碱性磷酸酶枯草芽孢杆菌,并成功克隆一株最高酶活的枯草芽孢杆菌35-16-1株的phoA基因,在E. coliBL21(DE3)中实现可溶性表达。研究纯化后PhoA的酶学性质,PhoA的最适反应温度为70 ℃;最适反应pH为9.8;Mg~(2+)对PhoA的酶活性呈激活作用,当Mg~(2+)为14 mmol/L时,激活作用最大;Ca~(2+)对PhoA的酶活性呈抑制作用;K~(+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)和Fe~(2+)对PhoA的酶活性没有明显影响;以 p-NPP为底物,在37℃下测得PhoA的V_(max)为179.86 μmol/(L·min),K_(m)为2.38 mmol/L,k_(cat)为246.83 s~(-1)。最适条件下测得酶比活为6 550 U/mg。在重组PhoA处理后,LPS对小鼠的毒性明显降低。【结论】枯草芽孢杆菌 35-16-1株的phoA基因能重组表达出高酶活性的碱性磷酸酶,对内毒素具有降解功能。
微生物学通报
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