CN106119223B - 植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V及其编码基因和应用 - Google Patents

植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V及其编码基因和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106119223B
CN106119223B CN201610523074.2A CN201610523074A CN106119223B CN 106119223 B CN106119223 B CN 106119223B CN 201610523074 A CN201610523074 A CN 201610523074A CN 106119223 B CN106119223 B CN 106119223B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ykappa
yeappa
enzyme
phytic acid
mutant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610523074.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106119223A (zh
Inventor
杨培龙
牛灿芳
姚斌
闻治国
李秀梅
王亚茹
罗会颖
马锐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Feed Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences
Original Assignee
Feed Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Feed Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences filed Critical Feed Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences
Priority to CN201610523074.2A priority Critical patent/CN106119223B/zh
Publication of CN106119223A publication Critical patent/CN106119223A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106119223B publication Critical patent/CN106119223B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/16Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y301/00Hydrolases acting on ester bonds (3.1)
    • C12Y301/03Phosphoric monoester hydrolases (3.1.3)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及基因工程领域,具体涉及植酸酶突变体YkAPPA‑L162V/L327V和YeAPPA‑L162V/L327V及其编码基因和应用。将氨基酸序列如SEQ ID NO.1或2所示的植酸酶的第162位和第327位亮氨酸同时突变为缬氨酸。相比于野生型,本发明的两个植酸酶突变体YkAPPA‑L162V/L327V和YeAPPA‑L162V/L327V的耐酸性和胃蛋白酶抗性明显提高,且最适pH降低,有利于发展节约型饲料酶工业。

Description

植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V及 其编码基因和应用
技术领域
本发明涉及基因工程领域,具体涉及植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V及其编码基因和应用。
背景技术
植酸酶(myo-inositol hexakisphosphate phosphohydrolase)是一类重要的工业酶,降解植酸中磷酸单酯键生成无机磷和低级磷酸肌醇的一类酶的总称。目前大多数植酸酶的热稳定性和肠胃耐受性差,不能满足饲料工业中的要求,并且耐热耐酸和抗蛋白酶的植酸酶具有降低酶制剂的成本及对化学变性剂及相关金属利息具有较高的耐受力。基于此寻找有效方法,提高植酸酶在高制粒温度、低pH和高蛋白酶浓度的肠胃环境中的稳定性已成为植酸酶工业的当务之急。
随着蛋白结构和分子生物学的发展,运用定向进化和理性设计的手段对酶分子进行人工改造已是当前酶工程领域研究的热点。本发明应用定点突变技术改造植酸酶,分别获得植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V,其热稳定性明显提高,对肠胃低pH和高浓度蛋白酶的耐受性明显改良,而最适pH降低0.5个单位,扩大了其在工业上的应用。
发明内容
本发明的目的是通过定点突变的方法对植酸酶进行改造,使改造后的植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V或YeAPPA-L162V/L327V在耐受性上性质更加优良。
本发明另一目的是提供编码上述植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V或YeAPPA-L162V/L327V的基因。
本发明的另一目的是提供包含上述植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V或YeAPPA-L162V/L327V的重组载体。
本发明的另一目的是提供包含上述植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V或YeAPPA-L162V/L327V的重组菌株。
本发明对克氏耶尔森氏菌(Yersinia kristensenii)来源植酸酶YkAPPA或小肠结膜炎耶尔森氏菌(Y.enterocolitica)来源植酸酶YeAPPA基因进行定点突变,该植酸酶的成熟蛋白具有如SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.3所示的氨基酸序列,该成熟蛋白是由如SEQ IDNO.2或SEQ ID NO.4,所示的核苷酸序列编码的。
SEQ ID NO.1
MTIAKEYLRLSILTLVLSSFTLSAAPLAAQSTGYTLERVVILSRHGVRSPTKQTQLMNDVTPDKWPQWPVKAGYLTPRGAGLVTLMGGFYGDYFRSYGLLPAGCPADESIYVQADVDQRTRLTGQAFLDGIAPDCGLKVHYQADLKKIDPLFHTVEAGVCKLDPEKTHQAVEKRLGGPLNELSQRYAKPFALMGEVLNFSASPYCNSLQQKGKTCDFATFAANEIEVNKEGTKVSLSGPLALSSTLGEIFLLQNSQAMPDVAWNRLSGEENWISLLSLHNAQFDLMAKTPYIARHKGTPLLQQIDTALVLQRDAQGQTLPLSPQTKLLFLGGHDTNIANIAGMLGANWQLPQQPDNTPPGGGLVFELWQNPDNHQRYVAVKMFYQTMEQLRNADKLDLKNNPARIVPIAIEGCENEGDNKLCQLETFQKKVAQVIEPACHI.
SEQ ID NO.2
Atgacaatagcaaaagaatatctgcggttatccatactcactttggtgctcagtagttttacgctaagtgctgcaccgcttgcagcacaatctaccggttacactttggagcgcgtggtgattttgagccgccacggtgttcgttccccgacgaaacaaacacagttaatgaatgatgttacaccggacaaatggccacaatggccagtaaaagcgggctatttaacgccgcgaggggcaggattagtcactttaatgggcgggttctatggtgattatttccgcagctatgggttgttaccggcggggtgcccggcagacgaatccatctatgtgcaagctgatgttgaccaacgtacccgcttaaccgggcaggcatttctggacggtatagccccggattgcggcctgaaagtacattatcaagctgatttgaaaaaaattgacccattgttccataccgtcgaggcgggggtatgtaaattggacccagagaaaactcatcaggctgttgaaaaacgcttgggtgggccattaaatgaactgagtcaacgctatgccaagccctttgccctgatgggcgaggtgctgaatttttcggcctcaccttattgcaactcactgcaacagaaaggaaaaacctgtgattttgcgacttttgcagcaaatgaaatcgaggtaaataaagaagggacaaaagtctcactgagtgggccattggcgctatcatcgacattaggtgaaattttcctattacaaaattcacaggccatgccagatgtcgcctggaaccgtctcagcggtgaagaaaattggatttcattattgtcactgcataatgcacagttcgatttgatggccaaaaccccttatatcgcccggcataaaggaactccgttgttgcaacaaattgatacggcattagtgttgcaacgtgatgctcaggggcaaacactgccgctgtcaccgcaaaccaaattgctgttcctcgggggacatgacaccaatattgccaatattgcgggtatgttaggggccaattggcaattaccgcagcaacctgataataccccgccaggcggagggctagtctttgagctatggcagaatccggataaccatcaacgctatgtggcggtgaaaatgttctatcaaacgatggagcagttgcgcaatgcagataagttagatttgaaaaacaacccggcaagaattgttcccattgctattgaagggtgtgaaaacgagggtgataacaaactttgtcagcttgaaacgttccaaaagaaagtcgcccaagtgatcgagccagcctgccatatttaa
SEQ ID NO.3
MSVAKRNLHLSALTLIMGCFTAGAAPIATPPASYTLERVVILSRHGVRSPTKQTQLMNDVTPDKWPLWPVKAGYLTPRRAELVTLMGGFYGDYFRSQGLLSAGCPVDGSVYAQADVDQRTRLTGQAFLDGIAPDCGLKVHYQADLKKVDPLFHTVEAGVCKLDSAKTHQAVEERLGGPLSDLSQRYAKPFAQMGEVLNFAASPYCKSLQKNGKTCDFATFTANEIKVNEEGTKVSLSGPLALSSTLGEIFLLQDSQAMPDVAWHRLSGEENWVSLLSLRNAQFDLMAKTPYIARHKGTPLLQQIDTALVLQRDAQGQTLPLSPQTKLLFLGGHDTNIANIAGMLGANWQLPQQPDNTPPGGGLVFELWQNPDNHQRYVAVKMFYQTMDQLRNAEKLDMKNNPAKIVPITIEGCENEGDNKLCQLETFQKKVAQVIEPACHI.
SEQ ID NO.4
Atgtcagttgcaaagagaaatctgcacttatccgcactcactttgataatgggctgttttaccgcaggtgctgccccgattgctacaccgccggccagctacacattagagcgtgtggttattttgagtcgacatggtgttcgctccccgacaaaacaaacccagctaatgaatgatgtcacacctgataaatggcccctgtggccagtaaaagcgggctatttaacaccgcgaagggctgagttagtgactttgatggggggattttatggtgattatttccgcagccaagggttgttgtctgcggggtgtccggtagatggctccgtttatgcacaggcagatgttgaccaacgaacccgcttaaccggacaggcattcttggatgggatcgcaccggattgtggtctgaaagtacattatcaggctgatttgaagaaagttgacccgctatttcataccgtcgaagcgggggtctgtaaactggactcagcgaaaactcatcaggctgttgaggagcgattgggcgggccattgagtgatcttagccagcgctatgccaaaccctttgctcagatgggcgaagtgctgaattttgcagcatcgccttattgcaagtcattgcaaaaaaatggaaaaacctgtgattttgcaacttttacggcaaatgaaattaaggtaaacgaagaaggtactaaagtttctctgagtgggccattggcactatcgtcgacattgggtgaaattttcctgttacaagactcacaagctatgccggatgtggcctggcatcggctcagcggtgaagagaactgggtttcgctattgtcgttgcgcaatgcgcaatttgatttgatggccaaaaccccgtatatcgctcgccataaagggaccccgctgttgcaacaaattgatacggcattagtgctgcaacgcgatgcccaagggcaaacactgccgctgtcaccgcaaaccaaattgctgttcctcggcgggcatgacaccaatattgctaatatcgctggtatgttaggggccaattggcaattaccacagcaacctgataataccccgcctggtggcggattagtctttgagctatggcagaacccagataatcatcagcgctatgtcgccgtgaaaatgttctatcaaacgatggatcagctgcgaaatgccgagaaattagatatgaaaaacaacccagctaaaattgttccaattaccattgaaggttgtgagaacgagggtgataacaaactttgccaacttgagactttccaaaagaaagttgcccaagtgatcgagccagcctgccatatttaa
采用定点突变的方法,获得了2个提高耐酸性和胃蛋白酶抗性的突变体,分别命名为YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V,即YkAPPA或YeAPPA的第162位和第327位的亮氨酸突变为缬氨酸。
因此根据本发明的耐酸性和胃蛋白酶抗性提高的植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V,其氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示
SEQ ID NO.5
MTIAKEYLRLSILTLVLSSFTLSAAPLAAQSTGYTLERVVILSRHGVRSPTKQTQLMNDVTPDKWPQWPVKAGYLTPRGAGLVTLMGGFYGDYFRSYGLLPAGCPADESIYVQADVDQRTRLTGQAFLDGIAPDCGLKVHYQADLKKIDPLFHTVEAGVCKVDPEKTHQAVEKRLGGPLNELSQRYAKPFALMGEVLNFSASPYCNSLQQKGKTCDFATFAANEIEVNKEGTKVSLSGPLALSSTLGEIFLLQNSQAMPDVAWNRLSGEENWISLLSLHNAQFDLMAKTPYIARHKGTPLLQQIDTALVLQRDAQGQTLPLSPQTKVLFLGGHDTNIANIAGMLGANWQLPQQPDNTPPGGGLVFELWQNPDNHQRYVAVKMFYQTMEQLRNADKLDLKNNPARIVPIAIEGCENEGDNKLCQLETFQKKVAQVIEPACHI.突变体YeAPPA-L162V/L327V的氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示
MSVAKRNLHLSALTLIMGCFTAGAAPIATPPASYTLERVVILSRHGVRSPTKQTQLMNDVTPDKWPLWPVKAGYLTPRRAELVTLMGGFYGDYFRSQGLLSAGCPVDGSVYAQADVDQRTRLTGQAFLDGIAPDCGLKVHYQADLKKVDPLFHTVEAGVCKVDSAKTHQAVEERLGGPLSDLSQRYAKPFAQMGEVLNFAASPYCKSLQKNGKTCDFATFTANEIKVNEEGTKVSLSGPLALSSTLGEIFLLQDSQAMPDVAWHRLSGEENWVSLLSLRNAQFDLMAKTPYIARHKGTPLLQQIDTALVLQRDAQGQTLPLSPQTKLLFLGGHDTNIANIAGMLGANWQLPQQPDNTPPGGGLVFELWQNPDNHQRYVAVKMFYQTMDQLRNAEKLDMKNNPAKIVPITIEGCENEGDNKLCQLETFQKKVAQVIEPACHI.
本发明还提供了编码上述耐酸性和胃蛋白酶抗性提高的植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V的基因序列,其核苷酸序列如SEQ ID NO.7和8所示。
SEQ ID NO.7
AtgacaatagcaaaagaatatctgcggttatccatactcactttggtgctcagtagttttacgctaagtgctgcaccgcttgcagcacaatctaccggttacactttggagcgcgtggtgattttgagccgccacggtgttcgttccccgacgaaacaaacacagttaatgaatgatgttacaccggacaaatggccacaatggccagtaaaagcgggctatttaacgccgcgaggggcaggattagtcactttaatgggcgggttctatggtgattatttccgcagctatgggttgttaccggcggggtgcccggcagacgaatccatctatgtgcaagctgatgttgaccaacgtacccgcttaaccgggcaggcatttctggacggtatagccccggattgcggcctgaaagtacattatcaagctgatttgaaaaaaattgacccattgttccataccgtcgaggcgggggtatgtaaaGtggacccagagaaaactcatcaggctgttgaaaaacgcttgggtgggccattaaatgaactgagtcaacgctatgccaagccctttgccctgatgggcgaggtgctgaatttttcggcctcaccttattgcaactcactgcaacagaaaggaaaaacctgtgattttgcgacttttgcagcaaatgaaatcgaggtaaataaagaagggacaaaagtctcactgagtgggccattggcgctatcatcgacattaggtgaaattttcctattacaaaattcacaggccatgccagatgtcgcctggaaccgtctcagcggtgaagaaaattggatttcattattgtcactgcataatgcacagttcgatttgatggccaaaaccccttatatcgcccggcataaaggaactccgttgttgcaacaaattgatacggcattagtgttgcaacgtgatgctcaggggcaaacactgccgctgtcaccgcaaaccaaaGtgctgttcctcgggggacatgacaccaatattgccaatattgcgggtatgttaggggccaattggcaattaccgcagcaacctgataataccccgccaggcggagggctagtctttgagctatggcagaatccggataaccatcaacgctatgtggcggtgaaaatgttctatcaaacgatggagcagttgcgcaatgcagataagttagatttgaaaaacaacccggcaagaattgttcccattgctattgaagggtgtgaaaacgagggtgataacaaactttgtcagcttgaaacgttccaaaagaaagtcgcccaagtgatcgagccagcctgccatatttaa
SEQ ID NO.8
AtgtcagttgcaaagagaaatctgcacttatccgcactcactttgataatgggctgttttaccgcaggtgctgccccgattgctacaccgccggccagctacacattagagcgtgtggttattttgagtcgacatggtgttcgctccccgacaaaacaaacccagctaatgaatgatgtcacacctgataaatggcccctgtggccagtaaaagcgggctatttaacaccgcgaagggctgagttagtgactttgatggggggattttatggtgattatttccgcagccaagggttgttgtctgcggggtgtccggtagatggctccgtttatgcacaggcagatgttgaccaacgaacccgcttaaccggacaggcattcttggatgggatcgcaccggattgtggtctgaaagtacattatcaggctgatttgaagaaagttgacccgctatttcataccgtcgaagcgggggtctgtaaaGtggactcagcgaaaactcatcaggctgttgaggagcgattgggcgggccattgagtgatcttagccagcgctatgccaaaccctttgctcagatgggcgaagtgctgaattttgcagcatcgccttattgcaagtcattgcaaaaaaatggaaaaacctgtgattttgcaacttttacggcaaatgaaattaaggtaaacgaagaaggtactaaagtttctctgagtgggccattggcactatcgtcgacattgggtgaaattttcctgttacaagactcacaagctatgccggatgtggcctggcatcggctcagcggtgaagagaactgggtttcgctattgtcgttgcgcaatgcgcaatttgatttgatggccaaaaccccgtatatcgctcgccataaagggaccccgctgttgcaacaaattgatacggcattagtgctgcaacgcgatgcccaagggcaaacactgccgctgtcaccgcaaaccaaaGtgctgttcctcggcgggcatgacaccaatattgctaatatcgctggtatgttaggggccaattggcaattaccacagcaacctgataataccccgcctggtggcggattagtctttgagctatggcagaacccagataatcatcagcgctatgtcgccgtgaaaatgttctatcaaacgatggatcagctgcgaaatgccgagaaattagatatgaaaaacaacccagctaaaattgttccaattaccattgaaggttgtgagaacgagggtgataacaaactttgccaacttgagactttccaaaagaaagttgcccaagtgatcgagccagcctgccatatttaa
将上述编码耐酸性和胃蛋白酶抗性提高的植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V或YeAPPA-L162V/L327V的阅读框插入到所述载体的EcoRI和NotI限制性酶切位点之间,使其核苷酸序列可操作的与表达调控序列相连接。本发明优选的载体为pET-22b(+),得到突变体的重组原核表达质粒。本发明优选的宿主菌为BL21(DE3)。所述植酸酶突变体的核苷酸序列位于T7启动子的下游并受其调控。相比于野生型,本发明的两个植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V的耐酸性和胃蛋白酶抗性明显提高,且最适pH降低,有利于发展节约型饲料酶工业。
附图说明
图1为改造前、后的植酸酶的蛋白酶抗性比较;
图2为改造前、后的植酸酶的耐酸性比较。
具体实施方式
1、菌株及载体:原核表达载体pET-22b(+)(图1)购自Novagen公司。BL21(DE3)细胞购自天根公司。
2、酶类及其它生化试剂:DNA纯化试剂盒购自TaKaRa。Pfu DNA聚合酶、内切酶和连接酶购自天根。植酸钠和胃蛋白酶(p0685)购自Sigma。
3、培养基:大肠杆菌培养基LB(1%蛋白胨、0.5%酵母提取物、1%NaCl,pH7.0)。
实施例1:突变基因的获得
采用Overlap PCR方法产生YKAPPA和YeAPPA的突变体YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V。该方法以含有野生植酸酶基因的重组质粒pEASY-T3-YkAPPA和pEASY-T3-YeAPPA为模板,通过两轮PCR反应引入突变。PCR反应参数为:95℃5min;94℃30sec,55℃30sec,72℃30-90sec,30个循环;72℃10min。根据野生型植酸酶YkAPPA和YeAPPA的基因序列设计合成扩增突变基因完整编码序列的上下游引物和在特定位置引入突变的上下游引物(见表1)。引物中下划线标记的核苷酸序列为突变位点。通过over-PCR扩增得到突变基因产物回收后连接到pEASY-T3载体上并经测序证实。
表1本实验所需引物
实施例2:突变植酸酶与野生酶在细菌中表达与纯化
除去信号肽序列的野生酶和突变酶,插入到表达载体pET-22b(+)上并在大肠杆菌BL21(DE3)细胞中诱导表达。用2mM IPTG在24℃下培养5h诱导表达植酸酶。粗酶液经Ni-NTA(镍-次氮基三乙酸)柱和DEAE(二乙基氨基乙基)柱进行纯化,并用10%SDS-PAGE电泳和酶活检测。总蛋白浓度采用Bio-Rad蛋白检测试剂盒分析。
野生植酸酶或突变植酸酶编码441个氨基酸,N端含有23个氨基酸的信号肽序列,其编码区序列在大肠杆菌中表达,经纯化后的野生酶和突变酶在SDS-PAGE电泳时均表现为一条约46kDa的特异性蛋白条带(数据未显示)。
实施例3突变植酸酶与野生酶的蛋白酶抗性比较
突变植酸酶与野生酶经不同浓度的胃蛋白酶和胰蛋白酶分别在pH 2和pH 7下处理2h后,通过酶活性变化研究蛋白酶对植酸酶活性的影响。蛋白酶和植酸酶比例在1/1000到1/20之间。植酸酶活性测定使用硫酸亚铁钼蓝法。5%体积的酶液加入到1.5mmol/L植酸钠底物中,在37℃下反应30min,用1mL 10%TCA终止反应,再用2mL显色液(1%四水合钼酸铵,3.2%浓硫酸,7.32%硫酸亚铁)进行显色。对照是在加酶液之前先加入TCA混匀使酶变性,其它相同。根据显色后的700nm光吸收计算酶活。
突变酶YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V在1/1000至1/20的胰蛋白酶下处理2h后,分别与野生酶YkAPPA和YeAPPA保持类似的酶活,当胰蛋白酶处理浓度从1/1000上升至1/20时,突变酶YkAPPA-L162V/L327V的酶活性基本不变,YkAPPA丧失约40%的酶活性(图1)。而突变酶YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V的胃蛋白酶抗性明显高于野生酶(图1)。在1/1000至1/20的胃蛋白浓度下,YeAPPA-L162V/L327V可保持31.1%以上的酶活性,而YeAPPA酶在1/1000的胃蛋白酶浓度时已完全失活。当胃蛋白浓度从1/1000升至1/20时,YKAPPA-L162V/L327V可保持61.1%的酶活,而YKAPPA仅保持1.1%的活性。
实施例4:突变植酸酶与野生酶的耐酸性比较
野生酶和突变酶在pH 1-4下37℃处理2h,研究酶的耐酸性。突变酶YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V在pH1-3.5下的稳定性明显高于野生酶(图2)。在pH1-3.5下处理2h,突变酶YkAPPA-L162V/L327V可保持81.2%以上的酶活性,而野生酶YkAPPA只保持58.4%的酶活性。在pH 1和pH 1.5下处理2h时,突变酶YeAPPA-L162V/L327V分别保持7.2%和31.6%的酶活性,而野生酶YeAPPA则完全失去活性。
实施例5:突变植酸酶与野生酶的酶学性质比较
野生酶与突变酶在pH1-12和30-80℃下反应30min,确定最适pH和最适温度。酶液在pH 1-9下37℃处理1h,研究酶的pH稳定性;在60℃下分别处理0,2,5,10,20,30,60min后测定热稳定性。所用的缓冲液为:0.1mol/L甘氨酸-盐酸缓冲液,pH 1-3;0.1mol/L醋酸钠-醋酸缓冲液,pH 3-6;0.1mol/L Tris-盐酸缓冲液,pH 6-8;0.1mol/L甘氨酸-氢氧化钠缓冲液,pH 8-12。
对突变酶与野生酶的最适pH和pH稳定性进行了比较(表2)。突变酶YkAPPA-L162V/L327V与YeAPPA-L162V/L327V的最适pH分别为4和4.5,与野生型YkAPPA和YeAPPA相比各降低了0.5个pH单位。YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V分别在pH2-10和pH3-9下具有高的稳定性。在pH1下突变酶YkAPPA-L162V/L327V较野生酶有更好稳定性,可保持基本不变酶活,而YkAPPA却丧失36.3%的酶活。在pH 2下突变酶YeAPPA-L162V/L327V与野生酶相比具有较好的耐酸性,可保持91.7%的酶活性,而YkAPPA仅剩余18.4%的酶活。
对突变酶与野生酶的最适温度和温度稳定性进行了比较(表2)。突变酶YkAPPA-L162V/L327V与YeAPPA-L162V/L327V的最适温度与野生酶相似,分别为55℃和45℃。在60℃下处理30min,突变酶YkAPPA-L162V/L327V与YeAPPA-L162V/L327V比野生酶具有更好的热稳定性,分别保持38.8%和16.7%的酶活性,而YkAPPA和YeAPPA仅剩余16.1%和0.6%的酶活。
表2改造前后的植酸酶的酶学性质比较
在酶促反应体系中加入终浓度为1mmol/L的不同金属离子与化学试剂,研究各种物质对酶活的影响。各种金属离子和化学试剂对突变体YkAPPA-L162V/L327V与YeAPPA-L162V/L327V的酶活性有不同的影响(表3)。Cu2+强烈抑制野生酶YeAPPA-L162V/L327V的活性而对YkAPPA-L162V/L327V的酶活没有影响。Pd2+、Fe3+、Zn2+、Ag+、Hg2+和SDS强烈抑制突变酶YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V的酶活。其他化学物质对突变酶YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V的酶活性几乎没有影响。与野生酶相比,YkAPPA和YeAPPA的第162位且327位亮氨酸突变为缬氨酸降低了Hg2+,Fe3+,Cu2+,Zn2+与Ag+对植酸酶活性的抑制作用。
表3化学试剂对改造前后的植酸酶的影响

Claims (8)

1.一种植酸酶YkAPPA突变体YkAPPA-L162V/L327V,其特征在于,将氨基酸序列如SEQID NO.1所示的植酸酶的第162位和第327位亮氨酸同时突变为缬氨酸。
2.一种植酸酶YeAPPA突变体YeAPPA-L162V/L327V,其特征在于,将氨基酸序列如SEQID NO.3所示的植酸酶的第162位和第327位亮氨酸同时突变为缬氨酸。
3.一种植酸酶突变体基因,其特征在于,编码权利要求1所述的植酸酶YkAPPA突变体YkAPPA-L162V/L327V或权利要求2所述的植酸酶YeAPPA突变体YeAPPA-L162V/L327V。
4.根据权利要求3所述的植酸酶突变体基因,其特征在于,所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.7或SEQ ID NO.8所示。
5.包含权利要求3所述植酸酶突变体基因的重组载体。
6.包含权利要求3所述植酸酶突变体基因的重组菌株。
7.一种制备稳定性改良的植酸酶突变体的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)用权利要求5的重组载体转化宿主细胞,得重组菌株;
2)培养重组菌株,诱导重组的植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V或植酸酶突变体YeAPPA-L162V/L327V的表达;以及
3)回收并纯化所表达的植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V或植酸酶突变体YeAPPA-L162V/L327V。
8.权利要求1所述植酸酶YkAPPA突变体YkAPPA-L162V/L327V或权利要求2所述的植酸酶突变体YeAPPA-L162V/L327V用于水解植酸的应用。
CN201610523074.2A 2016-07-05 2016-07-05 植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V及其编码基因和应用 Active CN106119223B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610523074.2A CN106119223B (zh) 2016-07-05 2016-07-05 植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V及其编码基因和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610523074.2A CN106119223B (zh) 2016-07-05 2016-07-05 植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V及其编码基因和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106119223A CN106119223A (zh) 2016-11-16
CN106119223B true CN106119223B (zh) 2019-08-27

Family

ID=57469463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610523074.2A Active CN106119223B (zh) 2016-07-05 2016-07-05 植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V及其编码基因和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106119223B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018130211A1 (zh) * 2017-01-15 2018-07-19 中国农业科学院饲料研究所 胃蛋白抗性和耐酸性改良及催化效率提高的植酸酶YeAPPA突变体
CN106591256B (zh) * 2017-01-18 2022-12-30 中国农业科学院饲料研究所 胃蛋白酶抗性和耐酸性提高的植酸酶YeAPPA突变体及其编码基因和应用
CN107653235A (zh) * 2017-08-14 2018-02-02 中国农业科学院饲料研究所 植酸酶突变体f89s和f89s/e226h及其基因和应用
CN107663518A (zh) * 2017-08-16 2018-02-06 中国农业科学院饲料研究所 蛋白酶抗性改良的植酸酶的突变体k226h及其编码基因和应用
CN107475217A (zh) * 2017-08-19 2017-12-15 中国农业科学院饲料研究所 蛋白酶抗性提高且耐热性改良的植酸酶突变体e226h及其应用
CN107418939A (zh) * 2017-08-19 2017-12-01 中国农业科学院饲料研究所 蛋白酶抗性及催化效率提高的植酸酶突变体f89s/k226h及应用
CN108251439B (zh) * 2018-01-11 2021-03-30 山西大学 一种人工改造的耐胰蛋白酶的植酸酶及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104342418A (zh) * 2013-07-24 2015-02-11 东莞泛亚太生物科技有限公司 具有提升的酶活性的植酸酶
CN104450643A (zh) * 2014-12-19 2015-03-25 青岛蔚蓝生物集团有限公司 植酸酶突变体及其应用
CN105624131A (zh) * 2014-11-21 2016-06-01 青岛蔚蓝生物集团有限公司 植酸酶突变体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104342418A (zh) * 2013-07-24 2015-02-11 东莞泛亚太生物科技有限公司 具有提升的酶活性的植酸酶
CN105624131A (zh) * 2014-11-21 2016-06-01 青岛蔚蓝生物集团有限公司 植酸酶突变体
CN104450643A (zh) * 2014-12-19 2015-03-25 青岛蔚蓝生物集团有限公司 植酸酶突变体及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN106119223A (zh) 2016-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106119223B (zh) 植酸酶突变体YkAPPA-L162V/L327V和YeAPPA-L162V/L327V及其编码基因和应用
CN106011102B (zh) 植酸酶突变体YkAPPA-L396V、YeAPPA-L396V及其编码基因和应用
CN106011101B (zh) 植酸酶突变体YkAPPA-L162V及其编码基因和应用
US20180265895A1 (en) Modified cas9 compositions and methods of use
CN106191000B (zh) 植酸酶突变体YeAPPA-L162V及其编码基因和应用
US7695751B2 (en) Detoxifizyme with activity of transforming aflatoxin and the gene encodes thereof
CN106591256B (zh) 胃蛋白酶抗性和耐酸性提高的植酸酶YeAPPA突变体及其编码基因和应用
CN106916794B (zh) 催化甲醛合成羟基乙醛的酶及其应用
CN109554414B (zh) 金针菇基因Fvegt1、Fvegt2和Fvegt3在合成麦角硫因中的应用
CN110195087B (zh) 用改变ppc基因的细菌发酵生产L-赖氨酸的方法
CN108841851B (zh) 一种利用食源安全性宿主表达谷氨酰胺转氨酶的方法
CN113862233B (zh) 提高葡萄糖氧化酶的酸稳定性的方法及突变体q241e/r499e、基因和应用
CN106434595B (zh) 植酸酶突变体YkAPPA-L327V、YeAPPA-L327V及其编码基因和应用
WO2018130212A2 (zh) 胃蛋白抗性改良和催化效率提高的植酸酶YkAPPA突变体
CN112662652A (zh) 一种胶原降解活力降低的碱性蛋白酶突变体
CN114807087B (zh) 一种提高植酸酶热稳定性的方法及突变体和应用
CN113774039B (zh) 重组型dna聚合酶及其应用
CN107418939A (zh) 蛋白酶抗性及催化效率提高的植酸酶突变体f89s/k226h及应用
CN108315310B (zh) 胃蛋白酶抗性改良的植酸酶突变体及其编码基因和应用
CN103898071B (zh) P450sca‑2酶突变体、其制备方法和应用
CN107653235A (zh) 植酸酶突变体f89s和f89s/e226h及其基因和应用
JP2009525749A (ja) 組換えタンパク質の精製のためのアフィニティーポリペプチド
CN106554945B (zh) 一种热稳定性高的果糖基肽氧化酶及其编码基因和用途
CN114807088B (zh) 一种提高植酸酶热稳定性的方法及突变体APPAmut6和应用
CN107475217A (zh) 蛋白酶抗性提高且耐热性改良的植酸酶突变体e226h及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant