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本研究以Burkholderia,sp GXU56为出发菌株,构建了含有10000个克隆的部分文库,利用构建基因文库筛选和PCR补齐的方法成功克隆了脂肪酶的基因lipA和分子伴侣lipB。核苷酸序列分析和氨基酸序列比对发现lipA基因属于细菌脂肪酶中一型一亚型,lipB是lipA的激活因子。生物信息学分析显示lipA是脂肪酶的结构基因,编码含有365个氨基酸的蛋白质,预计分子量是34千道尔顿(kDa),基因结构包含一个潜在的信号肽区域,以及Ser、His、和Asp残基组成的三元体保守区域,这个保守区域是脂肪酶蛋白催化活性功能位点所在。 lipB是一个分子伴侣,编码含有344个氨基酸蛋白质,预计分子量是37kDa。在分子伴侣的N端基因结构中验证了可能存在的跨膜疏水结构域。
将lipA克隆到原核表达载体pPET-blue上,转入宿主表达菌Tuner(DE3)中,诱导表达后表达量可达菌体总蛋白量的45%。进一步将lipBN端存在的跨膜疏水结构域去掉,使lipB能够在大肠杆菌中大量表达活性蛋白,重组蛋白在总蛋白中达到30%。在分子伴侣存在的情况下,通过简单的体外复性,得到了活性的脂肪酶,酶活产量达到了每克湿细胞60,000个酶活单位。
最近,细胞表面展示技术受到了很大的关注。为了在Bacillus subtilis表面生产重组脂肪酶,将lipA基因融合到Bacillus subtilis cwlB基因的5’
末端。cwlB基因是编码Bacillus subtilis细胞壁水解酶(自融素)与细胞壁结合的主要结构域。SDS-琼脂糖凝胶电泳表明融合蛋白位于B.subtilis细胞壁提取液中。但是没有检测到明显的脂肪酶活,可能是因为缺乏分子伴侣或者是表达蛋白被编码细胞壁相关蛋白酶降解了。