一种来源于Phialophora attae的玉米赤霉烯酮内酯水解酶ZHD11F的酶学表征和结构特点

摘要

玉米赤霉烯酮（zearalenone,ZEN）是一种雌激素类真菌毒素，可以与动物的雌激素受体竞争性结合，导致动物生殖系统内的激素紊乱。ZEN内酯水解酶（ZEN lactone hydrolase,ZHD）可以水解ZEN中的内酯键，进而使其转化为无雌激素毒性的产物。【目的】利用生物信息学分析以及酶学性质探索，鉴定出一个具有新特性的ZEN内酯水解酶。【方法】构建pET28a-zhd11f表达载体，在大肠杆菌BL21（DE3）中诱导表达ZHD11F，利用Ni-NTA纯化得到ZHD11F，对其酶学性质进行分析，并通过结构模拟和分子动力学分析阐明ZHD11F低温活性的机制。【结果】ZHD11F以ZEN为底物，比酶活为40.04 U/mg，最适反应温度与pH值分别为35℃和8.0，在pH 6.0–9.5的范围内具有超过60%的酶活力，在35℃以下具有较好的热稳定性，能够耐受多种金属离子。ZHD11F在10℃和20℃时，其活性分别保持20%和40%。更多的loop区增加了结构的柔韧性是该酶稳定性较差、在低温活性比较高的主要原因。【结论】Phialophora attae是瓶霉属的一种真菌，目前此真菌来源的酶极少被鉴定。关于本研究将Phialophora attae来源的ZEN内酯水解酶ZHD11F，在大肠杆菌中成功可溶性表达并得到纯酶，表征分析显示该酶是目前报道的第一个低温ZEN内酯水解酶，为研究此类酶的耐冷机制、广温度范围提供了候选，同时拓展了Phialophora attae来源酶的功能研究。