蓝藻藻蓝胆素色素蛋白的蛋白质工程优化

摘要

藻胆色素生物合成的最后一步为色素与脱辅基藻胆蛋白的连接。藻胆色素的正确连接一般都需要特异的裂合酶来催化完成。在集球藻Synechococcus sp. PCC 7002中，CpcE/CpcF可催化CpcA中Cys-84与藻蓝胆素(PCB)的连接。别藻蓝蛋白APC操纵子中apcE编码的ApcE除具有连接多肽的功能外，其Cys-196是色素结合位点，具有与藻蓝胆素PCB共价偶联的能力。Zhao等通过体外重组证实其可以自身催化色素的连接。Zhao等通过同源性分析，发现蓝藻体内编号为alr0617基因的编码蛋白是b-CPC和b-PEC中第84位半胱氨酸残基与PCB连接的裂合酶基因，用分子克隆方法克隆该基因并进行异源宿主蛋白质表达，体外重组成功的研究了该裂合酶对b-CPC84、b-PEC84的催化特性。 本课题在鱼腥藻PCC7120 CpcE/CpcF蛋白的催化下通过体外重组实现鱼腥藻PCC 7120 CpcA与PCB连接；通过体内重组证实：鱼腥藻PCC7120 ApcE(1-240)的体内重组是自催化的，不需要裂合酶的催化，并且从三种连有血红素氧化酶和胆绿素还原酶的质粒中选出了重组表达产率最好的是拷贝数最高的pETDuet-ho1-pcyA；编号为alr0617基因编码的蛋白为鱼腥藻PCC7120 b-CPC、b-PEC与PCB的连接的催化酶；为找到这种裂合酶的活性中心，将其18位精氨酸突变后与7603 CpcB(C155I)体内重组与野生型的比较，证明其活性没有变化，证实该位点并非该酶的活性中心。 本课题是对脱辅基藻胆蛋白与藻蓝胆素连接方式的研究，将有助于研究藻胆蛋白的生物合成以及藻胆体的组装，有助于藻蓝胆素色素蛋白的蛋白质工程优化的研究。