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醇脱氢酶(alcoholdehydrogenaseADH)是一种含锌金属酶。其最重要的作用是催化乙醇代谢的初始反应,因此关于醇脱氢酶活性的研究在防止乙醇引起的肝损伤方面具有重要意义,把ADH应用在研制开发解酒护肝药物方面有很大的潜力。随着基因定点突变技术的迅速发展,人们通过定点突变可以达到改造蛋白质结构和功能的目的。
ADH2活性中心附近残基的存在限制了乙醇脱氢酶的活性中心区,因此这些位点的替代会扩大该口袋并改变其底物特异性及亲和力,使酶活性得到显著提高。采用大引物突变法改变ADH2基因,设计3条引物,一条突变引物,另外两条引物位于突变引物的两侧,并带上合适的酶切位点,以供突变片段构建完成以后可以克隆至合适的载体。然后以突变引物与其附近的反向引物一起扩增带突变位点的片段,再以此PCR产物片段为引物与剩下的另一条引物一起扩增,成功实现定点突变,将其94位由苯丙氨酸突变为丙氨酸,将371位由苏氨酸突变为半胱氨酸。
以pTYB11为载体,利用EcoRI和XhoI酶切位点构建了ADH2突变基因的原核表达载体,将其导入宿主菌ER2566中获得表达。最佳诱导时间为4h,最佳诱导温度为16℃,最佳IPTG浓度为0.3mmol·L-1。突变ADH2的蛋白表达量占总蛋白的15.85%。
利用Chitin纯化柱纯化宿主菌ER2566中表达的突变的ADH2,获得了分子量约为40KD的目的蛋白。利用考马斯亮兰法测定蛋白浓度,确定纯化重组突变酶ADH2的蛋白质浓度范围是0.25mg·mL-1~0.33mg·mL-1。
在25℃,pH7.5的100mmol·L-1磷酸钠溶液中测定突变重组酶的A340nm,以酵母醇脱氢酶为标准蛋白,计算突变重组酶制剂的酶活力,测得定点突变后ADH2的比活力为8.9U·mg-1,实现了其酶活力的显著提高。
本试验成功地对人醇脱氢酶ADH2实现了点突变,使其活性得到了显著提高。为进一步研究它的生物学功能提供了良好的条件,并为研制与开发新型的解酒护肝产品奠定了基础。