Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Biểu hiện quá mức enzyme L-asparaginase loại I của Bacillus subtilis trong Escherichia coli, tinh chế nhanh và đặc trưng hóa enzyme L-asparaginase loại I tái tổ hợp
Tóm tắt
Nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc nhân bản và biểu hiện gen ansA, mã hóa enzyme L-asparaginase I của Bacillus subtilis trong Escherichia coli, và điều tra các đặc tính cơ bản của enzyme tái tổ hợp để ứng dụng trong ngành chế biến thực phẩm. Gen ansA của B. subtilis được nhân bản bằng phản ứng chuỗi polymerase và được biểu hiện trong E. coli Rosseta Gami B. Gen này bao gồm một khung đọc mở dài 987 nucleotides mã hóa một protein dài 329 axit amin với khối lượng phân tử tính toán là 36441 Da. Enzyme tái tổ hợp cho thấy sự biểu hiện tăng cao (21.7 U mg−1) và đã được tinh chế đến độ thuần khiết bằng quy trình hai bước bao gồm sắc ký cột affinity L-asparagine. Dựa trên các tính chất động học và cấu trúc chính của enzyme bản địa, sản phẩm của gen ansA được phân loại là L-asparaginase I. Enzyme này cho thấy hoạt tính đặc hiệu cao so với enzyme L-asparaginase II từ E. coli. Kết quả của nghiên cứu này sẽ cho phép chúng tôi ứng dụng enzyme vào ngành công nghiệp thực phẩm.
Từ khóa
#enzyme L-asparaginase #Bacillus subtilis #Escherichia coli #nhân bản gen #hóa lý #ngành chế biến thực phẩmTài liệu tham khảo
Aghaiypour K., Wlodawer A., Lubkowski J. (2001). Structural basis for the activity and substrate specificity ofErwinia chrysanthemi L-asparaginase. Biochemistry. 40: 5655–5664.
Bagert U., Roehm K.H. (1989). On the role of histidine and tyrosine residues inE. coli asparaginase. Chemical modification and1H-nuclear magnetic resonance studies. Biochem. Biophys. Acta, 999: 36–41.
Becalski A., Lau B.P.Y., Lewis D., Seaman S.W. (2003). Acrylamide in foods: occurrence, sources, and modeling. J. Agric. Food Chem., 51: 802–808.
Cedar H., Schwarts J.H. (1967). Localization of two L-asparaginases in anaerobically grownEscherichia coli. J. Biol. Chem., 242: 3753–3755.
Clavell L.A., Gelber R.D., Cohen H.J., Hitchcock-Bryan S., Cassady J.R., Tarbell N.J., Blattner S.R., Tantravahi R., Leavitt P., Sallan S.E. (1986). Four agent induction and intensive asparaginase therapy for treatment of childhood acute lymphoblastic leukemia. New Engl. J. Med., 315: 657–663.
Fisher S.H., Wray L.V. Jr. (2002).Bacillus subtilis 168 contains two differentially regulated genes encoding L-asparaginase. J. Bacteriol., 184: 2148–2154.
Geckil H., Gencer S., Ates B., Ozer U., Uckun M., Yilmaz I. (2006). Effect of Vitreoscilla hemoglobin on production of a chemotherapeutic enzyme, L-asparaginase, byPseudomonas aerugionosa. Biotechnol. J., 2: 203–208.
Harms E., Wehner A., Aung H.P., Roehm K.H. (1991a). A catalytic role for threonine-12 ofE. coli asparaginase II as established by site-directed mutagesis. FEBS Lett., 285: 55–58.
Harms E., Wehner A., Jennings M.P., Pugh K.J., Beacham I.R., Roehm, K.H. (1991b). Construction of expression systems forEscherichia coli asparaginase II and two-step purification of the recombinant enzyme from periplasmic extracts. Protein Exp. Purif., 2:144–150.
Kijima K., Suzuki H. (2003). Improving the umami taste soy sauce by the addition of bacterial γ-glutaminase as a glutaminase to the fermentation mixture. Enzyme Microb. Technol., 32: 431–438.
Kim K.W., Kamerud J.Q., Livingston D.M., Roon R.J. (1988). Asparaginase II ofSaccharomyces cerevisiae. Characterization of the ASP3 gene. J. Biol. Chem., 263: 11948–11953.
Kotzia G.A., Labrou N.E. (2005). Cloning, expression and characterization ofErwinia carotovora L-asparaginase. J. Biotechnol., 119: 309–323.
Krasotkina J., Borisova A.A., Gervaziev Y.V., Sokolov N.N. (2004). One-step purification and kinetic properties of the recombinant L-asparaginase fromErwinia carotovora. Biotechnol. Appl. Biochem., 39: 215–221.
Leammli U.K. (1970). Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, 227: 680–685.
Lowry O.H., Rosebrought N.J., Farr A.L., Randall, R.L. (1951). Protein measurement with the folin phenol reagent. J. Biol. Chem., 193: 265–275.
Nandakumar R., Yoshimune K., Wakayama M., Moriguchi M. (2003). Microbial glutaminase: biochemistry, molecular approaches and applications in the food industry. J. Mol. Catal. B, 23: 87–100.
Saito H., Miura K. (1963). Preparation of transforming deoxyribonucleic acid by phenol treatment. Biochem. Biophys. Acta, 72: 619–629.
Schwarts J.H., Reeves J.T., Broome J.D. (1966). Two L-asparaginase fromE. coli and their action against tumors. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 56: 1516–1519.
Sun D., Setlow P. (1991). Cloning, nucleotide sequence, and expression of theBacillus subtilis ans operon, which codes for L-asparaginase and L-aspartase. J. Bacteriol., 173: 3831–3845.
Sun D., Setlow P. (1993). Cloning and nucleotide sequence of theBacillus subtilis ansR gene, which encodes a repressor of the ans operon coding for L-asparaginase and L-aspartase. J. Bacteriol., 175: 2501–2506.
Wakayama M., Yamagata T., Kamemura T., Boontim N., Yano S., Yoshimune K., Moriguchi M. (2005). Characterization of salt-tolerant glutaminase fromStenotrophomonas maltophilia NYW-81 and its application in Japanese soy sauce fermentation. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 32: 383–390.
Wehner A., Harms E., Jennings M.P., Beacham I.R., Derst C., Bast P., Roehm K.H. (1992). Site-specific mutagenesis ofEscherichia coli asparaginase II None of the three histidine residues is required for catalysis. Eur. J. Biochem., 208: 475–480.
Yao M., Yasutake Y., Morita H., Tanaka I. (2005). Structure of the type I L-asparaginase from the hyperthermophilic archaeonPyrococcus horikoshii at 2.16 Å resolution. Biol. Crystal Acta Crystal Sec., D 61: 294–301.
Yaylayan V.A., Wnorowski A., Locas C.P. (2003). Why asparagines needs carbohydrates to generate acrylamide. J. Agric. Food Chem., 51: 1753–1757.
Yun M.K., Nourse A., White S.W., Rock C.O., Heath R.J. (2007). Crystal structure and allosteric regulation of the cytoplasmicEscherichia coli L-asparaginase I. J. Mol. Biol., 369: 794–811.