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K5裂解酶在大肠杆菌中的表达、纯化及酶学性质分析

2012-02-10高金卉窦文芳李会张晓梅许泓瑜许正宏

生物工程学报 2012年6期

高金卉,窦文芳,李会,张晓梅,许泓瑜,许正宏,2

1 江南大学医药学院制药工程研究室,江苏 无锡 214122

2 江南大学工业生物技术教育部重点实验室,江苏 无锡 214122

硫酸乙酰肝素 (HS) 是一种带电荷的多糖分子,HS常被用作抗凝血药。肝素类化合物,除了有明确的抗凝血和抗血栓活性外,有研究发现它们也有防止艾滋病毒感染和减缓细胞体外凋亡的作用[1-2]。当前肝素类生物活性分子一般从哺乳动物器官中提取,用该方法提取的肝素易受非常规病毒的二次污染[3],而以半合成方法合成HS可避免此类污染。

K5多糖具有以下结构:…→4) β-D-葡萄糖醛酸 (1→4) α-D-N-乙酰氨基葡萄糖 (1→4) …。它是肝素的非硫酸前体,用于生产半合成肝素[4]。K5多糖来源于大肠杆菌,是一种荚膜多糖[5-6],该多糖存在于发酵液中。在一定的培养条件下K5多糖的分子量为100~200 kDa,但是受自身所产生K5裂解酶的影响,发酵生产的K5多糖存在低分子量和高分子量组分[5],多糖分子量分布不均。合成低分子量肝素所需K5多糖的分子量为5 kDa左右[7-10],K5裂解酶可以将发酵生产的K5多糖裂解为分子量为5 kDa左右的多糖,因此Elma可以用于低分子量K5多糖的制备。然而该酶在大肠杆菌K5中只有少量表达,且难以分离纯化。因此我们构建了能够大量高效表达该酶的基因工程菌。

本研究在大肠杆菌BL21 (DE3) 中高效表达了大肠杆菌K5裂解酶,表达产物经Ni2+-NTA亲和层析纯化、G75分子筛凝胶纯化后得到能裂解K5多糖的裂解酶Elma[8],并对其酶学性质进行了初步研究,本研究为K5裂解酶作为一种新型的工具酶的生产奠定了基础。……

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