雜合酶的研究進(jìn)展

雜合酶的研究現(xiàn)狀和遇到的問(wèn)題

學(xué)號(hào)：20091727姓名：周普雄他根據(jù)酶的結(jié)構(gòu)與催化功能關(guān)系原理．提出雜種優(yōu)勢(shì)的一種分子機(jī)理的假設(shè)，即雜臺(tái)酶的協(xié)同效應(yīng)．顯性互補(bǔ)和異質(zhì)等位基因互補(bǔ)是其中兩個(gè)特例．應(yīng)用雜舍酶的正負(fù)協(xié)同效應(yīng)能夠很好地解釋雜種優(yōu)勢(shì)的正負(fù)性和強(qiáng)弱性．雜合酶的特性與雜種優(yōu)勢(shì)的許多性質(zhì)是一致的，雜合酶的活性多態(tài)性得到了同工酶的驗(yàn)證，其中的雜合酶活性強(qiáng)度與雜種優(yōu)勢(shì)有很強(qiáng)的正相關(guān)．從多聚酶的亞基間相互作用所產(chǎn)生的構(gòu)象變化的傳遞形成的催化反應(yīng)的協(xié)同性．討論了雜合酶產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的可能性．以及與雜種優(yōu)勢(shì)之間的關(guān)系．已有許多問(wèn)接證據(jù)暗示基因一酶一協(xié)同效應(yīng)一雜種優(yōu)勢(shì)這機(jī)制存在的可能性。1998年譚遠(yuǎn)德用雜合酶的協(xié)同效應(yīng)解釋雜種勢(shì)；遇到的問(wèn)題雜種優(yōu)勢(shì)是一種極為復(fù)雜的生物學(xué)現(xiàn)象，其中器官間、組織結(jié)構(gòu)間、細(xì)胞間、細(xì)胞器間和代謝途徑間表現(xiàn)協(xié)同與不協(xié)同關(guān)系，甚至還有生物體與環(huán)境之間的關(guān)系，也是制約雜種優(yōu)勢(shì)的一種關(guān)系因素，因此僅用即雜臺(tái)酶的協(xié)同效應(yīng)來(lái)解釋雜種優(yōu)勢(shì)是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹榱双@取活性高的重組SOD1／3雜合酶，他們用含pET—SOD1／3的工程菌誘導(dǎo)表達(dá)重組SOD1／3雜合酶，通過(guò)分析SDS—PAGE及SOD酶活性，考察誘導(dǎo)溫度、誘導(dǎo)時(shí)間、誘導(dǎo)劑濃度、Cu、Zn濃度對(duì)重組酶表達(dá)量和活性的影響。結(jié)果正交試驗(yàn)表明，用lmmol／L異丙基一p—D一硫代半乳糖苷(IPTG)在A600=1．2時(shí)誘導(dǎo)，Cu2+、Zn2+濃度分別為2．4mmol／L，誘導(dǎo)溫度l5℃，誘導(dǎo)時(shí)間12h，能獲得高活性重組SOD1／3，其比活性為l681U／mg。結(jié)論培養(yǎng)溫度和Cu2+、Zn2+濃度是優(yōu)化表達(dá)的最主要因素。降低誘導(dǎo)溫度有利于重組酶的可溶性表達(dá)，添加Cu2+、Zn2+能促進(jìn)重組酶活性提高。遇到的問(wèn)題雖然優(yōu)化了重組超氧化物歧化酶1／3雜合酶在大腸桿菌中的表達(dá)，能更有效的產(chǎn)生

SOD1／3雜合酶，但SOD1／3雜合酶的開(kāi)發(fā)利用還處在基礎(chǔ)階段。青島市藥品檢驗(yàn)所的張燕，楊晟等利用青霉素G?；冈诎牒铣搔?內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素工業(yè)中催化關(guān)鍵反應(yīng)，將來(lái)源Esherichiacoli的a亞基分別與uyveracitrophilaProvidenciarettgeri，Alcaligenesfaecalis的β亞基重組得到三種雜合酶。而雜合酶的不同的a，β亞基來(lái)源于不同PGA,他們之間的相互作用就可能不如天然PGA加工精確高效，一般來(lái)說(shuō)，雜合酶在周質(zhì)空間折疊加工的速度也相應(yīng)會(huì)大大減慢并容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的構(gòu)象而被大腸桿菌周質(zhì)空間的蛋白酶降解，這可能是雜合酶表達(dá)量低的主要原因，這需要通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)。2005年浙江大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)專(zhuān)業(yè)的陸平克隆了高活性木聚糖酶基因基礎(chǔ)上，采用基因重疊延伸技術(shù)(splicingbyoverlapextension，SOE)構(gòu)建了5種不同的雙功能葡聚糖酶一木聚糖酶雜合基因，并在大腸桿菌BL21中表達(dá)，純化表達(dá)產(chǎn)物后進(jìn)行酶特性的分析，以研究不同連接肽對(duì)葡聚糖酶-木聚糖雜合酶的影響，證明了，連接肽的有無(wú)和連接肽的設(shè)計(jì)對(duì)于雙功能酶的構(gòu)建十分重要。綜上所述，目前對(duì)雜合酶的研究主要是改變酶學(xué)或非酶學(xué)性質(zhì),了解酶的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系、以及