基于同源建模和定点突变技术研究嗜热型L-阿拉伯糖异构酶与D-半乳糖的亲和作用

摘要

Lactobacillus fermentum CGMCC2921来源的L-阿拉伯糖异构酶(简称L-AI酶)属于嗜热型L-AI酶,具有工业化生产D-塔格糖的应用潜质.通过同源建模分析选取对该酶催化D-半乳糖生产D-塔格糖起重要作用的氨基酸位点进行突变,发现当Q16,M311,K423和Q438位点的氨基酸突变为丙氨酸时,突变酶Km值降低,其中突变酶M311A的Km值降低1倍,对D-半乳糖的转化率提高约20％。当K423位点的氨基酸残基分别突变为丙氨酸、天冬酰胺或精氨酸时,突变酶与底物的亲和力以及D-塔格糖的转化率随着423位点突变氨基酸侧链长度的增加而降低.运用计算机分子模拟技术分析表明:当M311位点氨基酸突变为丙氨酸以后,底物D-半乳糖与催化位点氨基酸残基之间的氢键作用增强,导致与底物亲和力增大,从而提高了酶活力。