新型芳基磺基转移酶在大肠杆菌中的表达及表征

摘要

肝素是动物源高度硫酸化、非均一的线性糖胺聚糖。芳基磺基转移酶参与肝素生物合成中磺基供体3′–磷酸腺苷–5′–磷酰硫酸(PAPS)的合成与再生，是实现肝素生理功能的关键酶。目前已报道的芳基磺基转移酶存在种类少、表达量低等问题。本研究采用隐马尔可夫模型挖掘获得10个鸟类来源的磺基转移酶，对新基因进行密码子优化并全合成到表达载体pET-32a上，转入大肠杆菌(Escherichiacoli)BL21进行诱导表达。通过优化培养基成分、诱导温度、异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)浓度以及摇床转速，成功实现S4和S8的异源表达。在TB培养基中、诱导温度为16℃、使用0.4 mmol/LIPTG进行诱导、200 r/min转速条件下，菌株BL21/pET32a-Mbp-S4的S4蛋白表达量为60.6 mg/L。对S4蛋白进行纯化和酶活力表征，S4蛋白的最适反应温度为40℃，最适反应pH为7.0，比活力为3.3 m U/mg。通过超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)检测酶修饰后产物，进一步验证S4蛋白为芳基磺基转移酶。芳基磺基转移酶S4的成功表达为PAPS再生提供了功能元件。

关键词

磺基转移酶 / 3′–磷酸腺苷–5′–磷酰硫酸(PAPS) / 肝素 / 大肠杆菌 / 表达

基金资助

国家重点研发计划项目(2021YFC2103200); 天津市合成生物技术创新能力提升行动项目(TSBICIP-KJGG-009)