定点突变提高过氧化氢酶热稳定性和催化效率

摘要

过氧化氢酶催化过氧化氢分解形成水和氧,主要作用是保护细胞免受活性氧(ROS)的损伤,尽管其在工业上被广泛使用,但因热稳定的不足限制了它的使用前景。本研究以Bacillus pumilus ML413来源的血红素过氧化氢酶(KatX2)为研究对象,采用定点突变技术提高其热稳定性及催化效率。利用PoPMuSiC algorithm软件计算并预测了其潜在突变位点的折叠自由能,根据预测的结果,选择了其中自由能最低的3个位点(K117V,K117I和K117M)进行突变。结果发现,对K117位点进行突变,可以有效提高KatX2的热稳定性,突变体K117V在60℃下半衰期比野生型KatX2提高38 min,催化效率较突变前提高31.7%。根据结构分析发现,该点突变并未改变KatX2的二级结构。突变体K117V具有良好的工业应用潜力。