Expresión heteróloga y diseño racional de -asparaginasa para mejorar la termostabilidad
Autores: Zhang, Xian; Wang, Zhi; Wang, Yimai; Li, Xu; Zhu, Manchi; Zhang, Hengwei; Xu, Meijuan; Yang, Taowei; Rao, Zhiming
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Expresión heteróloga y diseño racional de -asparaginasa para mejorar la termostabilidad
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Biología
Palabras clave
Asparaginasa
Termostabilidad
Mutantes
Mutagénesis dirigida
Nivel de expresión
Fermentación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
La -asparaginasa (EC 3.5.1.1) hidroliza la -asparagina para producir -aspartato y amoníaco, y se encuentra ampliamente en microorganismos, plantas y sueros de algunos roedores. La -asparaginasa utilizada para la producción industrial debe tener buena termostabilidad. Expresamos heterológicamente la -asparaginasa de , seleccionamos nueve loci para mutagénesis dirigida por diseño racional y obtuvimos dos mutantes con termostabilidad significativamente mejorada. La temperatura óptima de los mutantes S302I y S302M fue de 50 grados C. Después de incubar las enzimas mutante y de tipo salvaje a 45 grados C durante 35 horas, la actividad residual de la enzima de tipo salvaje (WT) fue solo de aproximadamente 10%. En contraste, la actividad residual de S302I y S302M fue superior al 50%. Después de la mutagénesis combinatoria, se construyó 168-pMA5-A344E/S302I utilizando la cepa huésped segura para alimentos 168. Además, se adoptó una estrategia de modificación de la región no traducida (UTR) 5" para aumentar el nivel de expresión de la -asparaginasa derivada de en . En un experimento de escalado en fermentador de 5 L, la actividad enzimática de la recombinante 168-pMA5-UTR-A344E/S302I alcanzó 521.9 U·mL mediante fermentación por lotes alimentados.
Descripción
La -asparaginasa (EC 3.5.1.1) hidroliza la -asparagina para producir -aspartato y amoníaco, y se encuentra ampliamente en microorganismos, plantas y sueros de algunos roedores. La -asparaginasa utilizada para la producción industrial debe tener buena termostabilidad. Expresamos heterológicamente la -asparaginasa de , seleccionamos nueve loci para mutagénesis dirigida por diseño racional y obtuvimos dos mutantes con termostabilidad significativamente mejorada. La temperatura óptima de los mutantes S302I y S302M fue de 50 grados C. Después de incubar las enzimas mutante y de tipo salvaje a 45 grados C durante 35 horas, la actividad residual de la enzima de tipo salvaje (WT) fue solo de aproximadamente 10%. En contraste, la actividad residual de S302I y S302M fue superior al 50%. Después de la mutagénesis combinatoria, se construyó 168-pMA5-A344E/S302I utilizando la cepa huésped segura para alimentos 168. Además, se adoptó una estrategia de modificación de la región no traducida (UTR) 5" para aumentar el nivel de expresión de la -asparaginasa derivada de en . En un experimento de escalado en fermentador de 5 L, la actividad enzimática de la recombinante 168-pMA5-UTR-A344E/S302I alcanzó 521.9 U·mL mediante fermentación por lotes alimentados.