来源于解酯菌的嗜热耐碱脂肪酶的表达纯化及其酶学性质研究

摘要

脂肪酶广泛应用于食品加工、生物柴油制备等领域。为了有效提高微生物脂肪酶的可利用度,将来源于解酯嗜热菌(Thermosyntropha lipolytica DSM 11003)的脂肪酶基因(tll2)克隆到大肠杆菌表达载体pET28a中,获得重组质粒pET28a TLL2,将pET28a TLL2转入大肠杆菌BL21(DE3)宿主菌中进行高效表达。通过热处理和镍柱亲和层析得到电泳纯的蛋白TlLip2,对其进行酶学性质表征。结果显示,TlLip2的亚基分子质量为57 ku,比酶活为31 U/mg,最适反应pH及温度分别为8.0和60℃。在60℃以下、pH 6.0~11.0范围内,TlLip2的稳定性较好,相对酶活均维持在60%以上。金属离子K+和Na+对TlLip2有较大激活作用,而Co^2+、Zn^2+、SDS和Tween 80对TlLip2酶活力抑制作用明显。TlLip2在极性小的有机溶剂中具有较好的耐受性。TlLip2对中等碳链长度的对硝基苯酯显示出更高的活性,其中以对硝基苯己酯为底物时,TlLip2的酶活最高;以对硝基苯棕榈酸酯为底物时,该酶的动力学常数Km为0.29 mmol/L,Vmax为2.28 mmol/(L·min^-1),kcat为6.19 s^-1。此外,将其应用到油酸乙酯的合成研究中,以油酸和乙醇为底物,研究TlLip2催化制备油酸乙酯的转化条件,结果表明在60℃、加酶量为100 U/g的TlLip2,催化摩尔比为1∶2的油酸和乙醇,12 h后油酸乙酯的转化率达到62.1%,表明TlLip2在催化脂肪酸酯化方面具有较大的应用潜能。