一种新型染料脱色过氧化物酶的鉴定及表征

作     者：汪立群 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：白凤武;Alan K.Chang

授予年度：2013年

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] 

主      题：染料脱色过氧化物酶 血红素蛋白 运动发酵单胞菌 表达纯化 

摘      要：染料脱色过氧化物酶（dye-decolorizing peroxidase）是含有血红素,能降解各种有毒染料的一类蛋白,并且可以参与菌体氧化应激调节,提高菌体对氧化压力的抗性。 运动发酵单胞菌Zymomonas mobilis ZM4（ATCC31821）中有一种假定过氧化物酶基因,它编码的蛋白（称为ZmDyP）包含与其他染料脱色过氧化物酶共同保守的氨基酸D149, R239, T254, F256和GXXDG结构基序,说明ZmDyP是染料脱色过氧化物酶家族的一个新成员。但目前没有其酶学性质及功能等相关报道。 本研究以Z. mobilis ZM4基因组DNA为模板,通过PCR扩增目的基因,克隆到大肠杆菌表达载体pET-21b（+）中。构建成功的质粒pET-21b-ZmDyP转化到Escherichia coli BL21（DE3）/pLysS中,经IPTG诱导表达后,通过金属螯合层析纯化ZmDyP。 SDS-PAGE分析,纯酶的分子量为36kDa,而活性染色显示分子量为108kDa,表明这个酶在活性状态下可能是一个三聚体。光谱扫描显示ZmDyP有一个典型的血红素吸收峰,说明它是含有血红素的蛋白。对ZmDyP酶学性质进行了研究,发现以2,2-二氨-双（3-乙基苯并噻唑-6-磺酸）ABTS为底物,ZmDyP表现出更高的转化效率。意想不到的是,在有高浓度异戊醇的环境中,不需要H2O2, ZmDyP与底物反应的活性会增强,这项特性在其它染料脱色过氧化物酶或血红素过氧化物酶中还没有研究过,因此这将是血红素过氧化物酶研究的一个新方向。 此外,对ZmDyP的生理功能进行了探索,发现它很可能通过提高对氧化压力的抗性,赋予宿主菌的生长优势。这些研究结果丰富了染料脱色过氧化物酶家族信息,并且为ZmDyP的进一步研究和潜在的生物技术应用奠定了基础。