大肠杆菌K12谷氨酰转肽酶重组菌的诱导表达条件优化文献综述

 2020-04-03 01:04

大肠杆菌K12重组菌r-谷氨酰转肽酶诱导表达条件优化

1、引言shy;shy;shy;shy;shy;shy;

γ-谷氨酰转肽酶(γ-Glutamyltranspeptidase,GGT,E.C.2.3.2.2),能够专一的催化γ-谷氨酰基团转移,在生物体中广泛分布[1-3]。GGT在真核生物和原核生物体内分布不同,具有一定的特异性[4]。在人体及一些其他高等哺乳动物体内,GGT是一种膜结合的糖蛋白,主要结合在肾、胰、肝、脾和小肠等组织的微绒毛膜上,其中肾中含量最多,其次为胰和肝[5];在昆虫中,GGT主要结合在微粒体的膜上[4];在植物中,GGT主要分布在质外体和液泡中[6]。真核生物的GGT在水中是不溶的,但经过有机溶剂或酶处理后可以变成水溶性的。原核生物的GGT在水中是可溶的,且菌属不同分布位置不同,如大肠杆菌的GGT主要存在于细胞周质空间中[7];枯草芽孢杆菌中大部分GGT可以直接分泌到胞外[8]。二十世纪五十年代起,人们就从普通变形杆菌及动物肾脏中提取并纯化了GGT,研究其催化性质。如Talaly等最先从Proteus vulgaris 中提取到GGT并研究其对谷胱甘肽的水解和转肽作用。目前,人们已从很多菌属中分离出了GGT,研究主要集中于E.coli、枯草芽孢杆菌和幽门螺杆菌等。

2 γ-谷氨酰转肽酶的结构

不同来源的GGT有着相似的结构,均为异源二聚体蛋白,由大、小两个亚基组成。不同来源的GGT,分子量有所差异,小亚基分子量约在21-25 kDa,大亚基分子量约在46-65 kDa[9]。这两个亚基是由大约580个氨基酸构成的、无活性的GGT前体肽,经过自剪切反应加工形成。GGT的N末端是一个严格保守的苏氨酸,在酶催化反应过程中作为亲核试剂,因此被定义为N-末端亲核水解酶(Ntn-hydrolase family)。

2006年Toshihiro Okada等通过X射线衍射的方法建立了来自于E.coli K-12的GGT的3D结构(PDB code:2DG5),简述了E.coli GGT的基本结构特征[10]:E.coli K-12 GGT前体蛋白自催化反应将Gln-390和Thr-391之间的肽键切开,生成大小亚基,形成成熟的GGT。前体蛋白上的Thr-391作为亲核试剂,分裂后它成为新的小亚基N -末端,并在之后的酶催化反应中作为亲核试剂。分裂之后,大亚基的C -末端(378-390残基)移开,从而形成γ-谷氨酰基结合的催化口袋(见图1),并有一段柔韧的片段(438-449残基)覆盖口袋,形成盖环序列,该片段亦广泛存在于哺乳动物、植物以及大部分细菌GGT中。当底物或是抑制剂进入催化口袋时,该片段可将溶剂屏蔽于催化口袋外 [11]

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