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双催化三联体PET水解酶的制备及其酶活性分析

安徽医科大学学报     字体:

基金项目: 国家重点研发计划项目(编号:2023YFC2605300);

作者:苏秋东;姚西宁;邱丰;王锋;张爽;徐柯;毕胜利;王衍海

关键词:聚对苯二甲酸乙二醇酯;水解酶;催化三联体;点突变;重组蛋白;生物降解;

DOI:10.19405/j.cnki.issn1000-1492.2026.03.022

〔摘 要〕 目的 制备双催化三联体聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)水解酶(PETase),并评价其对PET的生物降解效果。方法 基于PETase晶体结构分析,通过点突变方式(T88H/L117D)引入突变位点,并利用原核表达和层析纯化技术制备双催化三联体PETase重组蛋白,相对定量产物对苯二甲酸单羟乙基酯(MHET)和对苯二甲酸(TPA)来观察其对PET底物的酶解反应。结果野生型和突变型PETase均以包涵体形式在大肠埃希菌中高效表达,约占菌体总蛋白20%。经尿素变性处理后,通过亲和层析纯化,目的蛋白主要存在于300 mmol/L咪唑洗脱液中,其浓度和纯度分别为1.824 mg/mL和83.11%(野生型)、1.833 mg/mL和84.32%(突变型)。进一步的离子交换层析纯化显示,目的蛋白主要存在于200 mmol/L NaCl洗脱液中,其浓度和纯度分别为2.776 mg/mL和96.86%(野生型)、1.967 mg/mL和95.13%(突变型)。透析复性后,野生型和突变型PETase的浓度分别为0.484 mg/mL和0.991 mg/mL。酶活性检测显示,与野生型PETase相比,突变型的MHET的产率为(237.67±17.00)%,TPA的产率为(197.33±12.01)%。结论 经过原核表达和层析纯化技术获取了T88H/L117D双催化三联体PETase,其具有增强的PET降解能力,为PET的生物降解提供新的思路。