CN110004131A - 一种提高赖氨酸脱羧酶活性和稳定性的分子改造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高赖氨酸脱羧酶活性和稳定性的分子改造方法;是在赖氨酸脱羧酶分子LDC的一端连接一段多肽片段EK。包括(1)获得赖氨酸脱羧酶分子的基因片段;(2)将编码EK多肽的基因片段连接到赖氨酸脱羧酶基因的一端;(3)将连接有EK多肽基因的赖氨酸脱羧酶基因连接到表达载体上,转入到宿主中,表达改造后的赖氨酸脱羧酶LDC‑EK。本发明通过对酶分子进行理性的改造,避免了随机突变的不确定性和繁琐的筛选过程;改造后的赖氨酸脱羧酶具有良好的稳定性和催化活性。LDC‑EK催化活性提高2倍,能够在较宽的温度范围内保持较高的活性,并且能够耐多种有机溶剂。方法更易操作,改造后蛋白更易制备。

Description

一种提高赖氨酸脱羧酶活性和稳定性的分子改造方法
技术领域
本发明涉及一种对赖氨酸脱羧酶(LDC)蛋白分子的改造方法。更具体的说,本发明涉及一种通过在赖氨酸脱羧酶的C端和(或)N端,连接赖氨酸(K)和谷氨酸(E)交替排列的多肽片段EK片段,来对赖氨酸脱羧酶修饰以提高其活性和稳定性的方法。
背景技术
1,5-戊二胺又名尸胺,是一种线性五碳二胺。可以广泛应用于多种商业用途,如合成聚酰胺、杀真菌剂、石油和燃料添加剂、树脂、螯合剂、沥青等,是一种重要的石油化工产品。化学法合成戊二胺依赖石油等不可再生资源,且污染较为严重,弊端很多。相比之下,生物合成法可利用环境友好型可再生资源生产戊二胺,越来越多的受到人们的关注。在生物法合成戊二胺中,赖氨酸脱羧酶是反应代谢的关键核心酶,它能够催化赖氨酸脱羧产生戊二胺。但是,野生型赖氨酸脱羧酶的稳定性较差,不耐高温,不耐碱。在发酵过程中,发酵液中不断积累戊二胺,使得发酵液pH逐步升高,此时赖氨酸脱羧酶的活性会受到很大抑制。蒋承建等生物酶法合成1,5-戊二胺的研究进展(广西科学,2017)。
为了提高赖氨酸脱羧酶的稳定性,研究者做出了多种尝试:酶的随机突变、固定化、定向进化等。Park等通过共价结合的方法,将赖氨酸脱羧酶制备成交联酶聚集体(CLEA),提高了该酶的热稳定性,但是没有对酶的其他耐受性进行深入的探究;Chen Wang等对赖氨酸脱羧酶进行了定向进化研究,提高了其催化效率和活性;Fengyu Kou等对赖氨酸脱羧酶进行了定点突变研究,突变T88位置的氨基酸,突变体展现出了较高的温度、pH稳定性和催化活性。
除上述方法之外,通过在酶蛋白分子上连接聚合物或者多肽来对蛋白质分子进行改造也是一种重要的蛋白稳定方法,但是这种方法目前还没有应用于赖氨酸脱羧酶分子。目前,研究最为广泛的是PEG(聚乙二醇)修饰法,即在酶蛋白分子上连接PEG聚合物片段,以此来提高酶蛋白分子的稳定性。但是,这种方法改造的蛋白质不易生产,且会降低酶蛋白的生物活性和生物可降解性。为了克服PEG修饰所带来的缺陷,近年来又有多种对蛋白质修饰的聚合物被研究者提出,其中最具有应用前景的就是两性离子聚合物。Park S H等Cadaverine production by using cross-linked enzyme aggregate of Escherichiacoli lysine decarboxylase(Journal of Microbiology&Biotechnology.2017,27(2)289-296)。在前期研究中,两性离子聚合物(如聚羧基甜菜碱pCB,聚磺基甜菜碱pSB等展现出了优异的特性——超亲水、超低的生物黏附、超低的免疫原性、对蛋白质具有良好的稳定性,是PEG的优良替代物。研究者发现,将pCB连接到蛋白质的表面,能够在不影响功能的基础上,增加其稳定性。将pCB连接到模式酶——胰凝乳蛋白酶表面,大大提高了酶分子的温度稳定性和化学稳定性,并且增加了该酶对于底物的亲和力。
生物信息学研究表明,在蛋白质表面氨基酸中,带正电的赖氨酸(E)以及带负电的谷氨酸(K)具有绝对的数量优势,也就意味着,这两种带电氨基酸在蛋白质稳定中发挥着重要作用。重复的EK序列(交替或者混合)具有稳定生物化学性质、良好的生物相容性及酶降解能力,具有应用于蛋白稳定领域的潜力。Jiang等EKylation:Addition of anAlternating-Charge Peptide Stabilizes Proteins(Biomacromolecules,2015,16(10)3357-3361);S.Jiang等Zwitterionic gel encapsulation promotes proteinstability,enhances pharmacokinetics,and reduces immunogenicity(P.Natl.Acad.Sci.USA.112(2015)12046-12051);S.Jiang等Poly(zwitterionic)proteinconjugates offer increased stability without sacrificing binding affinity orbioactivity(Nat.Chem.4(2012)60-64);考虑到蛋白质连接多肽比连接聚合物更加方便,作为两性离子聚合物天然类似物的聚(赖氨酸-谷氨酸)功能多肽,也具有稳定蛋白质的潜在用途。
针对赖氨酸脱羧酶不耐高温、不耐碱、容易失活的特性,急需一种提高赖氨酸脱羧酶稳定性的方法,而目前为止,还没有对赖氨酸脱羧酶进行EK化修饰的研究。通过对赖氨酸脱羧酶分子的结构进行计算机模拟和分析,我们发现使用EK多肽对赖氨酸脱羧酶进行修饰具有很大的潜在优势。通过X-射线晶体衍射晶型构象分析表明,来自大肠杆菌的诱导型赖氨酸脱羧酶分子是一个由五个二聚体所形成的十聚体结构,十聚体具有明显的五重对称性双环结构(见说明书附图1所示)。其单体主要有三个部分构成,N末端区域、主区域和C末端区域,其中C末端区域向分子外围突出,而N末端翅膀区域向环状结构中心突出。如果在C端进行EK多肽连接,相当于给赖氨酸脱羧酶分子外围添加了一层“两性离子聚合物”的保护外壳,形成类似于nanogel的结构(见说明书附图2)。因此,我们决定采用EK修饰的方式,来对赖氨酸脱羧酶分子进行改造。
发明内容
本发明针对赖氨酸脱羧酶不耐碱、稳定性差的问题,首先提出了对赖氨酸脱羧酶(LDC)分子进行EK化修饰的方法。本方法的特征在于,在赖氨酸脱羧酶分子LDC的一端连接一段功能多肽EK,制备改造后的赖氨酸脱羧酶(LDC-EK)。经过修饰之后,LDC-EK的活性和稳定性都得到了很大程度的提升:其中,催化活性比LDC提高2.0614倍;温度和有机溶剂稳定性是LDC的2-5倍;21天储藏稳定性测试中,LDC-EK保留有最初活性的50%,而LDC则全部失活。
本发明的技术方案如下:
一种提高赖氨酸脱羧酶活性和稳定性的分子改造方法;其特征是在赖氨酸脱羧酶分子LDC的一端连接一段多肽片段EK。
本发明的方法包括如下步骤:
(1)获得赖氨酸脱羧酶分子的基因片段;
(2)将编码EK多肽的基因片段连接到赖氨酸脱羧酶基因的一端;
(3)将连接有EK多肽基因的赖氨酸脱羧酶基因连接到表达载体上,转入到宿主中,表达改造后的赖氨酸脱羧酶LDC-EK。
所述的多肽片段由赖氨酸和谷氨酸交替排列而成;
所述的多肽片段长度为20-200个氨基酸;
所述步骤(2)中将编码多肽的基因片段连接到赖氨酸脱羧酶基因的5’端。
所述步骤(2)中将编码多肽的基因片段连接到赖氨酸脱羧酶基因的3’端。
所述步骤(2)中将编码多肽的基因片段同时连接到赖氨酸脱羧酶基因的5’端和3’端。
所述步骤(1)获得编码赖氨酸脱羧酶分子的基因序列SEQ ID NO.1。
步骤(2)方法是:将编码EK多肽的基因片段为SEQ ID NO.2、长度为60bp连接到编码赖氨酸脱羧酶分子基因片段SEQ ID NO.1的5’端,3’端,以及同时连接到5’和3‘端,分别得到序列为SEQ ID NO.3,SEQ ID NO.4,SEQ ID NO.5的基因序列;其中,EK多肽的基因序列不仅仅限于SEQ ID NO.2,其长度范围是以SEQ ID NO.2为基本单元,1-10个重复(60bp-600bp),对应的EK多肽长度即为20-200个氨基酸。
所述步骤(3)的方法是:将步骤2所得到的基因片段SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5连接到适用于大肠杆菌E.coli BL21表达系统的表达型载体上,转入宿主E.coli BL21中进行表达,得到在C端和或/N端连接有EK多肽段的赖氨酸脱羧酶分子LDC-EK。
本发明相对于现有技术,具有如下优点:
(1)本发明通过对酶分子进行理性的改造,避免了随机突变的不确定性和繁琐的筛选过程;
(2)本发明通过连接超亲水EK多肽片段的方法,制备了改造后的赖氨酸脱羧酶(LDC-EK)。该酶具有良好的稳定性和催化活性。LDC-EK催化活性提高2倍,能够在较宽的温度范围内保持较高的活性,并且能够耐多种有机溶剂。
(3)相比于连接PEG片段的修饰方法,这种方法更易操作,改造后蛋白更易制备,并且不会降低活性;
(4)在转化L-赖氨酸产戊二胺方面,使用等量和LDC和LDC-EK,在30min之内以等量L-赖氨酸为底物,LDC-EK的戊二胺产量约为LDC的2倍。
(5)在不同有机溶剂中储存两小时后,活性是野生型赖氨酸脱羧酶的2-5倍;储藏21天之后,酶活性仍保留初始值的50%,而野生型赖氨酸脱羧酶全部失活。
附图说明
图1赖氨酸脱羧酶分子LDC;
图2 C端连接EK的赖氨酸脱羧酶分子LDC-EK;
图3 SEQ ID NO.3和pET-32a(+)的连接;
图4 pET-32a(+)-CadA-5’EK质粒图谱;
图5 pET-32a(+)-CadA-3’EK质粒图谱;
图6 pET-32a(+)-CadA-5’-3’EK质粒图谱。
具体实施方式
下面给出实施例,以对本发明作进一步的详细说明,但它们不对本发明作任何限制。
具体步骤如下:
(1)获得编码赖氨酸脱羧酶分子的基因片段,基因序列(SEQ ID NO.1,GenBankAccession number:NC_000913)。
(2)将编码EK多肽的基因片段(SEQ ID NO.2,长度为60bp)连接到编码赖氨酸脱羧酶分子基因片段(SEQ ID NO.1,GenBank Accession number:NC_000913)的5’端,3’端,以及同时连接到5’和3‘端,分别得到序列为SEQ ID NO.3,SEQ ID NO.4,SEQ ID NO.5的基因序列;其中,EK多肽的基因序列不仅仅限于SEQ ID NO.2,其长度范围是以SEQ ID NO.2为基本单元,1-10个重复(60bp-600bp),对应的EK多肽长度即为20-200个氨基酸,本发明以SEQID NO.2(EK长度为20个氨基酸)为例进行说明;
(3)将步骤2所得到的基因片段(SEQ ID NO.3,SEQ ID NO.4,SEQ ID NO.5)连接到适用于大肠杆菌E.coli BL21(DE3)表达系统的表达型载体上(比如pET-28a-c(+),pET-32a-c(+)等),转入宿主E.coli BL21(DE3)中进行表达,就可以得到在C端和(或)N端连接有EK多肽段的赖氨酸脱羧酶分子LDC-EK。
实施例1
1.获得编码赖氨酸脱羧酶分子的基因片段,基因序列(SEQ ID NO.1,GenBankAccession number:NC_000913)。
2.将编码EK多肽的基因片段(SEQ ID NO.2)连接到编码赖氨酸脱羧酶分子基因片段(SEQ ID NO.1,GenBank Accession number:NC_000913)的5’端,此实施例采用PCR法,具体操作方法如下:
(1)引物设计:CadA-F-EK:SEQ ID NO.6;CadA-R:SEQ ID NO.7
(2)以SEQ ID NO.1为模板,以SEQ ID NO.6和SEQ ID NO.7为引物进行PCR反应,得到SEQ ID NO.3;
PCR循环过程(Taq酶):
Step1:94℃3min
Step2:94℃30s
Step3:55℃30s
Step4:72℃128s(至step2,30个循环)
Step5:72℃5min
PCR产物的检测:取5μL PCR产物,琼脂糖凝胶电泳检测。
3.将步骤2中得到的SEQ ID NO.3连接到pET-32a(+)载体上,并转化到宿主大肠杆菌BL21(ED3)中,具体操作方法如下:
如说明书附图3所示,使用Bam HI和Hind III双酶切质粒pET-32a(+)和SEQ IDNO.3,使用T4 DNA连接酶将其进行连接,得到pET-32a(+)-CadA-5’EK(质粒图谱见说明书附图4,质粒序列SEQ ID NO.10),取20μL酶连过程产物,加入到1mlL BL21(DE3)感受态细胞中,冰上30min,42℃热激1min30s,冰浴2min,加800μL LB培养基(无抗性),复苏1h(37℃),离心收集菌体,留200μL,和菌体混合后涂布平板(加氨苄青霉素,100μg/mL),获得重组菌,用于发酵生产LDC-EK。
实施例2
1.获得编码赖氨酸脱羧酶分子的基因片段,基因序列(SEQ ID NO.1,GenBankAccession number:NC_000913)。
2.将编码EK多肽的基因片段(SEQ ID NO.2)连接到编码赖氨酸脱羧酶分子基因片段(SEQ ID NO.1,GenBank Accession number:NC_000913)的3’端,此实施例采用PCR法,具体操作方法如下:
(1)引物设计:CadA-F:SEQ ID NO.8;CadA-R-EK:SEQ ID NO.9
(2)以SEQ ID NO.1为模板,以SEQ ID NO.8和SEQ ID NO.9为引物进行PCR反应,得到SEQ ID NO.4;
PCR循环过程同实施例1。
3.将步骤2中得到的SEQ ID NO.4连接到pET-32a(+)载体上,并转化到宿主大肠杆菌BL21(ED3)中,具体操作方法如下:
使用Bam HI和Hind III双酶切质粒pET-32a(+)和SEQ ID NO.4,使用T4 DNA连接酶将其进行连接,得到pET-32a(+)-CadA-3’EK(质粒图谱见说明书附图5,质粒序列SEQ IDNO.11),取20μL酶连过程产物,加入到1mL BL21(DE3)感受态细胞中,冰上30min,42℃热激1min30s,冰浴2min,加800μL LB培养基(无抗性),复苏1h(37℃),离心收集菌体,留200μL,和菌体混合后涂布平板(加氨苄青霉素,100μg/mL),获得重组菌,用于发酵生产LDC-EK。
实施例3
1.获得编码赖氨酸脱羧酶分子的基因片段,基因序列(SEQ ID NO.1,GenBankAccession number:NC_000913)。
2.将编码EK多肽的基因片段(SEQ ID NO.2)同时连接到编码赖氨酸脱羧酶分子基因片段(SEQ ID NO.1,GenBank Accession number:NC_000913)的5‘端和3’端,此实施例采用PCR法,具体操作方法如下:
(1)引物设计:CadA-F-EK:SEQ ID NO.6;CadA-R-EK:SEQ ID NO.9
(2)以SEQ ID NO.1为模板,以SEQ ID NO.6和SEQ ID NO.9为引物进行PCR反应,得到SEQ ID NO.5;
PCR循环过程同实施例1。
3.将步骤2中得到的SEQ ID NO.5连接到pET-32a(+)载体上,并转化到宿主大肠杆菌BL21(ED3)中,具体操作方法如下:
使用Bam HI和Hind III双酶切质粒pET-32a(+)和SEQ ID NO.5,使用T4 DNA连接酶将其进行连接,得到pET-32a(+)-CadA-5’-3’EK(质粒图谱见说明书附图6,质粒序列SEQID NO.12),取20μL酶连过程产物,加入到1mL BL21(DE3)感受态细胞中,冰上30min,42℃热激1min30s,冰浴2min,加800μL LB培养基(无抗性),复苏1h(37℃),离心收集菌体,留200μL,和菌体混合后涂布平板(加氨苄青霉素,100μg/mL),获得重组菌,用于发酵生产LDC-EK。
实施例4
赖氨酸脱羧酶活性测试
将等量的赖氨酸脱羧酶(LDC)和修饰之后的赖氨酸脱羧酶(LDC-EK,本发明实施例中制备所得,且包括本发明所保护的其他长度的EK基因序列所制备的LDC-EK)加入到3mLPBS缓冲液中(10mM L-赖氨酸,0.1mM的磷酸吡哆醛),在一定温度下反应30min。
衍生化:取50μL上述反应产物,加入300μL硼酸-硼砂缓冲液,100μL甲醇,47μL双蒸水,3μL DEEMM,70℃反应2h。过0.22μM膜后,用高效液相色谱检测戊二胺的浓度,以此来推算酶活性。
实施例5
赖氨酸脱羧酶最适温度和最适pH测试
(1)最适温度:取一定质量且等量的野生赖氨酸脱羧酶(LDC)和改造后的赖氨酸脱羧酶(LDC-EK,本发明实施例中制备所得,且包括本发明所保护的其他长度的EK基因序列所制备的LDC-EK))在不同温度(25℃,35℃,45℃,55℃,65℃)下测定酶活力。经测定,两种酶的最适温度均为55℃,但是LDC-EK在每个温度下,活性均高于LDC。
(2)最适pH:取一定质量且等量的野生赖氨酸脱羧酶(LDC)和改造后的赖氨酸脱羧酶(LDC-EK,本发明实施例中制备所得,且包括本发明所保护的其他长度的EK基因序列所制备的LDC-EK),在不同pH(4.0,5.0,6.0,7.0,8.0)下测定酶活力。经测定,两种酶的最适pH均为5,但是LDC-EK在每个pH下,活性均高于LDC。
实施例6
赖氨酸脱羧酶温度稳定性测试
取一定质量且等量的野生赖氨酸脱羧酶(LDC)和改造后的赖氨酸脱羧酶(LDC-EK,本发明实施例中制备所得,且包括本发明所保护的其他长度的EK基因序列所制备的LDC-EK),在不同温度(25℃,35℃,45℃,55℃,65℃)存放2h,恢复室温后,用上述方法测定酶活性。结果显示,25℃-45℃区间存放2h后,LDC-EK活性是LDC活性的2-4倍,55℃-65℃范围内,两者相差不大。
实施例7
赖氨酸脱羧酶有机溶剂稳定性测试
取一定质量且等量的野生赖氨酸脱羧酶(LDC)和改造后的赖氨酸脱羧酶(LDC-EK,本发明实施例中制备所得,且包括本发明所保护的其他长度的EK基因序列所制备的LDC-EK),在不同有机溶剂中(乙醇、甲醇、二甲基亚砜、N’,N’-二甲基甲酰胺)存放2h后,用上述方法测定酶活性。结果显示,在每种有机溶剂中存放后,LDC-EK活性均比LDC高,其活性为LDC活性的2-5倍。
实施例8
赖氨酸脱羧酶储藏稳定性测试
取一定质量且等量的野生赖氨酸脱羧酶(LDC)和改造后的赖氨酸脱羧酶(LDC-EK,本发明实施例中制备所得,且包括本发明所保护的其他长度的EK基因序列所制备的LDC-EK),在4℃下存放一定时间,用上述方法测定酶活性。结果显示,21天之后,LDC-EK保留有最初活性的50%,LDC全部失活。
本发明提出了利用一种提高赖氨酸脱羧酶活性和稳定性的分子改造方法;已通过现场较佳实施例进行了描述,相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合,来实现本发明技术。特别需要指出的是,所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
序列表
<110> 天津大学
<120> 一种提高赖氨酸脱羧酶活性和稳定性的分子改造方法
<160> 12
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 2148
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
atgaacgtta ttgcaatatt gaatcacatg ggggtttatt ttaaagaaga acccatccgt 60
gaacttcatc gcgcgcttga acgtctgaac ttccagattg tttacccgaa cgaccgtgac 120
gacttattaa aactgatcga aaacaatgcg cgtctgtgcg gcgttatttt tgactgggat 180
aaatataatc tcgagctgtg cgaagaaatt agcaaaatga acgagaacct gccgttgtac 240
gcgttcgcta atacgtattc cactctcgat gtaagcctga atgacctgcg tttacagatt 300
agcttctttg aatatgcgct gggtgctgct gaagatattg ctaataagat caagcagacc 360
actgacgaat atatcaacac tattctgcct ccgctgacta aagcactgtt taaatatgtt 420
cgtgaaggta aatatacttt ctgtactcct ggtcacatgg gcggtactgc attccagaaa 480
agcccggtag gtagcctgtt ctatgatttc tttggtccga ataccatgaa atctgatatt 540
tccatttcag tatctgaact gggttctctg ctggatcaca gtggtccaca caaagaagca 600
gaacagtata tcgctcgcgt ctttaacgca gaccgcagct acatggtgac caacggtact 660
tccactgcga acaaaattgt tggtatgtac tctgctccag caggcagcac cattctgatt 720
gaccgtaact gccacaaatc gctgacccac ctgatgatga tgagcgatgt tacgccaatc 780
tatttccgcc cgacccgtaa cgcttacggt attcttggtg gtatcccaca gagtgaattc 840
cagcacgcta ccattgctaa gcgcgtgaaa gaaacaccaa acgcaacctg gccggtacat 900
gctgtaatta ccaactctac ctatgatggt ctgctgtaca acaccgactt catcaagaaa 960
acactggatg tgaaatccat ccactttgac tccgcgtggg tgccttacac caacttctca 1020
ccgatttacg aaggtaaatg cggtatgagc ggtggccgtg tagaagggaa agtgatttac 1080
gaaacccagt ccactcacaa actgctggcg gcgttctctc aggcttccat gatccacgtt 1140
aaaggtgacg taaacgaaga aacctttaac gaagcctaca tgatgcacac caccacttct 1200
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
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tcacaattcc cctatagtga gtcgtattaa tttcgcggga tcgagatcga tctcgatcct 3060
ctacgccgga cgcatcgtgg ccggcatcac cggcgccaca ggtgcggttg ctggcgccta 3120
tatcgccgac atcaccgatg gggaagatcg ggctcgccac ttcgggctca tgagcgcttg 3180
tttcggcgtg ggtatggtgg caggccccgt ggccggggga ctgttgggcg ccatctcctt 3240
gcatgcacca ttccttgcgg cggcggtgct caacggcctc aacctactac tgggctgctt 3300
cctaatgcag gagtcgcata agggagagcg tcgagatccc ggacaccatc gaatggcgca 3360
aaacctttcg cggtatggca tgatagcgcc cggaagagag tcaattcagg gtggtgaatg 3420
tgaaaccagt aacgttatac gatgtcgcag agtatgccgg tgtctcttat cagaccgttt 3480
cccgcgtggt gaaccaggcc agccacgttt ctgcgaaaac gcgggaaaaa gtggaagcgg 3540
cgatggcgga gctgaattac attcccaacc gcgtggcaca acaactggcg ggcaaacagt 3600
cgttgctgat tggcgttgcc acctccagtc tggccctgca cgcgccgtcg caaattgtcg 3660
cggcgattaa atctcgcgcc gatcaactgg gtgccagcgt ggtggtgtcg atggtagaac 3720
gaagcggcgt cgaagcctgt aaagcggcgg tgcacaatct tctcgcgcaa cgcgtcagtg 3780
ggctgatcat taactatccg ctggatgacc aggatgccat tgctgtggaa gctgcctgca 3840
ctaatgttcc ggcgttattt cttgatgtct ctgaccagac acccatcaac agtattattt 3900
tctcccatga agacggtacg cgactgggcg tggagcatct ggtcgcattg ggtcaccagc 3960
aaatcgcgct gttagcgggc ccattaagtt ctgtctcggc gcgtctgcgt ctggctggct 4020
ggcataaata tctcactcgc aatcaaattc agccgatagc ggaacgggaa ggcgactgga 4080
gtgccatgtc cggttttcaa caaaccatgc aaatgctgaa tgagggcatc gttcccactg 4140
cgatgctggt tgccaacgat cagatggcgc tgggcgcaat gcgcgccatt accgagtccg 4200
ggctgcgcgt tggtgcggac atctcggtag tgggatacga cgataccgaa gacagctcat 4260
gttatatccc gccgttaacc accatcaaac aggattttcg cctgctgggg caaaccagcg 4320
tggaccgctt gctgcaactc tctcagggcc aggcggtgaa gggcaatcag ctgttgcccg 4380
tctcactggt gaaaagaaaa accaccctgg cgcccaatac gcaaaccgcc tctccccgcg 4440
cgttggccga ttcattaatg cagctggcac gacaggtttc ccgactggaa agcgggcagt 4500
gagcgcaacg caattaatgt aagttagctc actcattagg caccgggatc tcgaccgatg 4560
cccttgagag ccttcaaccc agtcagctcc ttccggtggg cgcggggcat gactatcgtc 4620
gccgcactta tgactgtctt ctttatcatg caactcgtag gacaggtgcc ggcagcgctc 4680
tgggtcattt tcggcgagga ccgctttcgc tggagcgcga cgatgatcgg cctgtcgctt 4740
gcggtattcg gaatcttgca cgccctcgct caagccttcg tcactggtcc cgccaccaaa 4800
cgtttcggcg agaagcaggc cattatcgcc ggcatggcgg ccccacgggt gcgcatgatc 4860
gtgctcctgt cgttgaggac ccggctaggc tggcggggtt gccttactgg ttagcagaat 4920
gaatcaccga tacgcgagcg aacgtgaagc gactgctgct gcaaaacgtc tgcgacctga 4980
gcaacaacat gaatggtctt cggtttccgt gtttcgtaaa gtctggaaac gcggaagtca 5040
gcgccctgca ccattatgtt ccggatctgc atcgcaggat gctgctggct accctgtgga 5100
acacctacat ctgtattaac gaagcgctgg cattgaccct gagtgatttt tctctggtcc 5160
cgccgcatcc ataccgccag ttgtttaccc tcacaacgtt ccagtaaccg ggcatgttca 5220
tcatcagtaa cccgtatcgt gagcatcctc tctcgtttca tcggtatcat tacccccatg 5280
aacagaaatc ccccttacac ggaggcatca gtgaccaaac aggaaaaaac cgcccttaac 5340
atggcccgct ttatcagaag ccagacatta acgcttctgg agaaactcaa cgagctggac 5400
gcggatgaac aggcagacat ctgtgaatcg cttcacgacc acgctgatga gctttaccgc 5460
agctgcctcg cgcgtttcgg tgatgacggt gaaaacctct gacacatgca gctcccggag 5520
acggtcacag cttgtctgta agcggatgcc gggagcagac aagcccgtca gggcgcgtca 5580
gcgggtgttg gcgggtgtcg gggcgcagcc atgacccagt cacgtagcga tagcggagtg 5640
tatactggct taactatgcg gcatcagagc agattgtact gagagtgcac catatatgcg 5700
gtgtgaaata ccgcacagat gcgtaaggag aaaataccgc atcaggcgct cttccgcttc 5760
ctcgctcact gactcgctgc gctcggtcgt tcggctgcgg cgagcggtat cagctcactc 5820
aaaggcggta atacggttat ccacagaatc aggggataac gcaggaaaga acatgtgagc 5880
aaaaggccag caaaaggcca ggaaccgtaa aaaggccgcg ttgctggcgt ttttccatag 5940
gctccgcccc cctgacgagc atcacaaaaa tcgacgctca agtcagaggt ggcgaaaccc 6000
gacaggacta taaagatacc aggcgtttcc ccctggaagc tccctcgtgc gctctcctgt 6060
tccgaccctg ccgcttaccg gatacctgtc cgcctttctc ccttcgggaa gcgtggcgct 6120
ttctcatagc tcacgctgta ggtatctcag ttcggtgtag gtcgttcgct ccaagctggg 6180
ctgtgtgcac gaaccccccg ttcagcccga ccgctgcgcc ttatccggta actatcgtct 6240
tgagtccaac ccggtaagac acgacttatc gccactggca gcagccactg gtaacaggat 6300
tagcagagcg aggtatgtag gcggtgctac agagttcttg aagtggtggc ctaactacgg 6360
ctacactaga aggacagtat ttggtatctg cgctctgctg aagccagtta ccttcggaaa 6420
aagagttggt agctcttgat ccggcaaaca aaccaccgct ggtagcggtg gtttttttgt 6480
ttgcaagcag cagattacgc gcagaaaaaa aggatctcaa gaagatcctt tgatcttttc 6540
tacggggtct gacgctcagt ggaacgaaaa ctcacgttaa gggattttgg tcatgagatt 6600
atcaaaaagg atcttcacct agatcctttt aaattaaaaa tgaagtttta aatcaatcta 6660
aagtatatat gagtaaactt ggtctgacag ttaccaatgc ttaatcagtg aggcacctat 6720
ctcagcgatc tgtctatttc gttcatccat agttgcctga ctccccgtcg tgtagataac 6780
tacgatacgg gagggcttac catctggccc cagtgctgca atgataccgc gagacccacg 6840
ctcaccggct ccagatttat cagcaataaa ccagccagcc ggaagggccg agcgcagaag 6900
tggtcctgca actttatccg cctccatcca gtctattaat tgttgccggg aagctagagt 6960
aagtagttcg ccagttaata gtttgcgcaa cgttgttgcc attgctgcag gcatcgtggt 7020
gtcacgctcg tcgtttggta tggcttcatt cagctccggt tcccaacgat caaggcgagt 7080
tacatgatcc cccatgttgt gcaaaaaagc ggttagctcc ttcggtcctc cgatcgttgt 7140
cagaagtaag ttggccgcag tgttatcact catggttatg gcagcactgc ataattctct 7200
tactgtcatg ccatccgtaa gatgcttttc tgtgactggt gagtactcaa ccaagtcatt 7260
ctgagaatag tgtatgcggc gaccgagttg ctcttgcccg gcgtcaatac gggataatac 7320
cgcgccacat agcagaactt taaaagtgct catcattgga aaacgttctt cggggcgaaa 7380
actctcaagg atcttaccgc tgttgagatc cagttcgatg taacccactc gtgcacccaa 7440
ctgatcttca gcatctttta ctttcaccag cgtttctggg tgagcaaaaa caggaaggca 7500
aaatgccgca aaaaagggaa taagggcgac acggaaatgt tgaatactca tactcttcct 7560
ttttcaatat tattgaagca tttatcaggg ttattgtctc atgagcggat acatatttga 7620
atgtatttag aaaaataaac aaataggggt tccgcgcaca tttccccgaa aagtgccacc 7680
tgaaattgta aacgttaata ttttgttaaa attcgcgtta aatttttgtt aaatcagctc 7740
attttttaac caataggccg aaatcggcaa aatcccttat aaatcaaaag aatagaccga 7800
gatagggttg agtgttgttc cagtttggaa caagagtcca ctattaaaga acgtggactc 7860
caacgtcaaa gggcgaaaaa ccgtctatca gggcgatggc ccactacgtg aaccatcacc 7920
ctaatcaagt tttttggggt cgaggtgccg taaagcacta aatcggaacc ctaaagggag 7980
cccccgattt agagcttgac ggggaaagcc ggcgaacgtg gcgagaaagg aagggaagaa 8040
agcgaaagga gcgggcgcta gggcgctggc aagtgtagcg gtcacgctgc gcgtaaccac 8100
cacacccgcc gcgcttaatg cgccgctaca gggcgcgtcc cattcgcca 8149

Claims (10)

1.一种提高赖氨酸脱羧酶活性和稳定性的分子改造方法;其特征是在赖氨酸脱羧酶分子LDC的一端连接一段多肽片段EK。
2.如权利要求1所述的方法,其特征是包括如下步骤:
(1)获得赖氨酸脱羧酶分子的基因片段;
(2)将编码EK多肽的基因片段连接到赖氨酸脱羧酶基因的一端;
(3)将连接有EK多肽基因的赖氨酸脱羧酶基因连接到表达载体上,转入到宿主中,表达改造后的赖氨酸脱羧酶LDC-EK。
3.如权利要求1所述的方法,其特征是所述的多肽片段由赖氨酸和谷氨酸交替排列而成。
4.如权利要求1所述的方法,其特征是所述的多肽片段长度为20-200个氨基酸。
5.如权利要求2所述的方法,其特征是步骤(2)中将编码多肽的基因片段连接到赖氨酸脱羧酶基因的5’端。
6.如权利要求2所述的方法,其特征是步骤(2)中将编码多肽的基因片段连接到赖氨酸脱羧酶基因的3’端。
7.如权利要求2所述的方法,其特征是步骤(2)中将编码多肽的基因片段同时连接到赖氨酸脱羧酶基因的5’端和3’端。
8.如权利要求2所述的方法,其特征是步骤(1)获得编码赖氨酸脱羧酶分子的基因序列SEQ ID NO.1。
9.如权利要求2所述的方法,其特征是步骤(2)方法是:将编码EK多肽的基因片段为SEQID NO.2、长度为60bp连接到编码赖氨酸脱羧酶分子基因片段SEQ ID NO.1的5’端,3’端,以及同时连接到5’和3‘端,分别得到序列为SEQ ID NO.3,SEQ ID NO.4,SEQ ID NO.5的基因序列;其中,EK多肽的基因序列不仅仅限于SEQ ID NO.2,其长度范围是以SEQ ID NO.2为基本单元,1-10个重复(60bp-600bp),对应的EK多肽长度即为20-200个氨基酸。
10.如权利要求2所述的方法,其特征是步骤(3)的方法是:将步骤2所得到的基因片段SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5连接到适用于大肠杆菌E.coli BL21表达系统的表达型载体上,转入宿主E.coli BL21中进行表达,得到在C端和或N端连接有EK多肽段的赖氨酸脱羧酶分子LDC-EK。
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