Geobacillus sp.CHB1环糊精葡萄糖基转移酶淀粉结合位点N623饱和突变对催化效率与产物特异性的影响

来源：中国生物工程杂志2016年第11期北京时间：

作者：郭永华, 陈济琛, 蔡海松, 陈龙军, 林新坚

单位：1 福建省农业科学院土壤肥料研究所 福州 350003;2 福建农林大学生命科学学院 福州 350002

摘要：为了提高来源于Geobacillus sp.CHB1环糊精葡萄糖基转移酶（CGTase）的催化效率和产物特异性，对其氨基酸序列和模拟结构进行了分析，确定其淀粉结合位点2处第623位氨基酸残基的构象可能影响其催化效率。运用重叠PCR技术，在其淀粉结合位点2处第623位（N623）进行定点饱和突变，构建19种不同氨基酸残基突变体。将突变基因与pET-28a（+）-ompA载体连接并在大肠杆菌BL21（DE3）中表达。以可溶性淀粉为底物进行酶催化实验，HPLC分析反应产物中的环糊精含量变化。结果表明，相对于野生型CGTase，突变酶N623T的催化效率明显提高，总环化活力提高了58.6%，α-环化活力提高了64%，β-环化活力提高了80.5%，而γ-环化活力降低了35.3%。产物特异性方面，相比野生型CGTase，突变酶N623T的淀粉总转化率从11.3%提高至39.7%，提高了251.3%，其中α-环糊精、γ-环糊精所占比例缩减为32.8%和7.7%，β-环糊精提高至59.5%。分析其可能机制为：与野生型CGTase相比，突变体N623T中苏氨酸残基代替了天冬酰胺，造成淀粉结合位点2处的构象发生了变化，该构象优化底物作用方向有利于反应的进行，从而提高了酶的催化效率。

关键词：环糊精葡萄糖基转移酶,饱和突变,催化效率,产物特异性

基金资助：国家公益性农业科研专项（201303094-05），福建省自然科学基金项目（2014J01105），福建省属公益类科研院所基本科研专项（2014R1022-3），福建财政社会公益研究（2060302）资助项目