谷氨酰胺转氨酶在Pichia pastoris GS115 中的表达及其发酵条件响应面法优化
2021-01-08陈海清王红静檀建新
于 凡,刘 双,陈海清,王红静,马 雯,石 楠,檀建新
(1. 河北农业大学 食品科技学院,河北 保定 071001;2. 河北大学 生命科学学院/河北省微生物多样性研究与应用重点实验室,河北 保定 071002)
谷氨酰胺转氨酶(Transglutaminase,缩写为TGase,EC 2.3.13)是一种重要的食品酶[1],具有催化酰基转移、脱酰胺和蛋白质分子间或分子内的赖氨酸与谷氨酰胺共价交联的活性[2]。后者可以改变蛋白质网络结构、增强保水能力和促进凝胶形成,提高蛋白质营养价值[3]。因此,被广泛应用于蛋白质的修饰,从而改善蛋白质的理化性质和功能[4],在食品、医药、纺织等领域具有重要的应用价值[5]。TGase 在自然界中分布广泛,包括豚鼠肝脏、植物以及微生物[6]。微生物来源的谷氨酰胺转氨酶又称为MTG(Microbial transglutaminase),与动植物来源的TGase 相比,MTG 具有分子量小、Ca2+独立性、较高的反应速率和热稳定性以及较宽的酰基供体底物专一性等优点,更适合工业生产和应用[4]。同时,因为微生物生长快,产量大,效率高,所以达到工业规模的用于食品改性的商业化MTG 都是由微生物发酵生产的[7]。然而,MTG 也存在一些缺点,如天然宿主链霉菌的发酵培养基相对昂贵,发酵工艺复杂,增加了大规模生产的成本和复杂程度[8]。因此,异源重组表达则成为生产MTG 的一种可行的技术手段[9]。
巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)表达系统已被广泛用于外源重组蛋白质的表达,可同时生产分泌蛋白和细胞内蛋白[10]。目前,已有500 多种来自哺乳动物、植物、酵母和细菌的外源蛋白在毕赤酵母中获得了成功表达[11]。毕赤酵母具有操作简单、生物量和蛋白产量高的优点,并且它是甲醇营养型酵母,具有强启动子AOX1,可严格调控和驱动高水平的蛋白表达,能够进行蛋白质水解、折叠、二硫键形成和糖基化等翻译后修饰。……
