香茅醇假单胞菌SJTE-3的短链脱氢酶SDR-X1的克隆及酶性质测定

作     者：付雅丽 彭万里 林双君 邓子新 梁如冰 FU Ya-li;PENG Wan-li;LIN Shuang-jun;DENG Zi-xin;LIANG Ru-bing

作者机构：上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240 

出 版 物：《生物技术通报》 (Biotechnology Bulletin)

年 卷 期：2022年第38卷第3期

页      面：121-129页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(31570099) 上海市自然科学基金项目(19ZR1475500) 天津市合成生物技术创新能力提升行动项目(TSBICIP-KJGG-001-13) 

主　　题：香茅醇假单胞菌SJTE-3 短链脱氢酶SDR-X1 17β-雌二醇 雌酮 生物降解 

摘      要：香茅醇假单胞菌SJTE-3能够以17β-雌二醇为唯一碳源并将其高效降解,但其催化雌二醇转化的关键酶仍不明确。本文鉴定了该菌株中降解雌二醇的短链脱氢酶SDR-X1(WP_043267487.1),并对其功能进行了研究。首先利用荧光定量PCR,检测了不同碳源条件下基因sdr-x1的转录水平;克隆基因sdr-x1,在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中诱导表达,利用亲和层析纯化获得了重组蛋白SDR-X1;体外检测了重组蛋白SDR-X1的催化活性与酶学性质,并利用高效液相色谱鉴定了其转化17β-雌二醇的产物。蛋白SDR-X1可被17β-雌二醇诱导表达;蛋白序列比对显示蛋白SDR-X1含有短链脱氢酶的保守基序与氨基酸。该酶以NAD+为辅因子,将17β-雌二醇氧化为雌酮;其K_(m)值为(0.03986±0.004061)mmol/L,V_(max)值为(3.168±0.135)mmol/L/min/mg,可在15 min内转化61.75%以上的雌二醇。该酶对温度具有一定耐受性,最佳反应温度为50℃,偏碱性pH可促进其酶促反应。不同二价金属离子对该酶活性具有不同的影响,Mg^(2+)、Mn^(2+)和Ca^(2+)可增强其酶活性。香茅醇假单胞菌SJTE-3中的SDR-X1可高效催化17β-雌二醇转化,参与该菌株的雌激素降解过程,其功能研究将推进细菌的雌激素代谢机制解析。