蜡样芽孢杆菌ColR75E胶原酶的表达、纯化及酶学性质研究

来源：中国生物工程杂志2015年第10期北京时间：

作者：张西轩, 李晔, 王亚航, 杜康龙, 张真, 阮海华

单位：天津商业大学生物技术与食品科学学院 天津市食品生物技术重点实验室 天津 300134

摘要：目的:为了进一步了解蜡样芽孢杆菌R75E胶原酶colR75E的特性,在大肠杆菌原核表达系统中表达colR75E胶原酶,并对表达的重组胶原酶进行纯化以及酶学性质研究。方法:以蜡样芽孢杆菌R75E基因组DNA为模板采用PCR法获得胶原酶colR75E基因,构建pET28a/colR75E重组质粒,并在大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达,利用Ni-NTA纯化的方式获得高纯度ColR75E胶原酶,利用胶原酶谱、胶原酶活力测定、Ⅰ型胶原蛋白降解产物电泳检测等方式对ColR75E胶原酶的酶学特性进行分析。结果:通过Ni-NTA纯化获得的蛋白经胶原酶谱、Ⅰ型胶原蛋白降解产物的检测时均表现出胶原蛋白的降解能力。在标准条件下测得其比活力为3.62 U/mg,Km为25.55μmol/L (2.93 mg/ml),Vmax为5.71μmol/(mg·min)。ColR75E胶原酶的最适反应温度为45℃,最佳反应pH为8.0。此外,ColR75E胶原酶对于不高于50℃的温度以及pH6.0~8.0的酸碱度范围具有良好的稳定性。ColR75E胶原酶可被Ca激活、但被Zn、Pb、Fe、Mn等金属离子抑制,抑制能力依次为Pb> Zn> Fe> Mn。ColR75E胶原酶对EDTA和EGTA的高敏感性进一步证实了该胶原酶为一种金属蛋白酶。结论:利用大肠杆菌原核表达系统获得高纯度高活性的蜡样芽孢杆菌胶原酶是可行的,为该胶原酶广泛应用于医疗、食品等工业领域中奠定了理论基础。

关键词：蜡样芽孢杆菌,胶原酶,Ⅰ型胶原蛋白,酶学性质

基金资助：国家自然科学基金(81101220)、天津市应用基础与前沿研究计划(12JCQNJC08100)、十二五天津市中青年骨干创新人才支持计划,天津市创新团队建设(TD12-5049)资助项目