杂合酶的研究进展

杂合酶的研究现状和遇到的问题

学号：20091727姓名：周普雄他根据酶的结构与催化功能关系原理．提出杂种优势的一种分子机理的假设，即杂台酶的协同效应．显性互补和异质等位基因互补是其中两个特例．应用杂舍酶的正负协同效应能够很好地解释杂种优势的正负性和强弱性．杂合酶的特性与杂种优势的许多性质是一致的，杂合酶的活性多态性得到了同工酶的验证，其中的杂合酶活性强度与杂种优势有很强的正相关．从多聚酶的亚基间相互作用所产生的构象变化的传递形成的催化反应的协同性．讨论了杂合酶产生协同效应的可能性．以及与杂种优势之间的关系．已有许多问接证据暗示基因一酶一协同效应一杂种优势这机制存在的可能性。1998年谭远德用杂合酶的协同效应解释杂种势；遇到的问题杂种优势是一种极为复杂的生物学现象，其中器官间、组织结构间、细胞间、细胞器间和代谢途径间表现协同与不协同关系，甚至还有生物体与环境之间的关系，也是制约杂种优势的一种关系因素，因此仅用即杂台酶的协同效应来解释杂种优势是不严谨的。为了获取活性高的重组SOD1／3杂合酶，他们用含pET—SOD1／3的工程菌诱导表达重组SOD1／3杂合酶，通过分析SDS—PAGE及SOD酶活性，考察诱导温度、诱导时间、诱导剂浓度、Cu、Zn浓度对重组酶表达量和活性的影响。结果正交试验表明，用lmmol／L异丙基一p—D一硫代半乳糖苷(IPTG)在A600=1．2时诱导，Cu2+、Zn2+浓度分别为2．4mmol／L，诱导温度l5℃，诱导时间12h，能获得高活性重组SOD1／3，其比活性为l681U／mg。结论培养温度和Cu2+、Zn2+浓度是优化表达的最主要因素。降低诱导温度有利于重组酶的可溶性表达，添加Cu2+、Zn2+能促进重组酶活性提高。遇到的问题虽然优化了重组超氧化物歧化酶1／3杂合酶在大肠杆菌中的表达，能更有效的产生

SOD1／3杂合酶，但SOD1／3杂合酶的开发利用还处在基础阶段。青岛市药品检验所的张燕，杨晟等利用青霉素G酰化酶在半合成β-内酰胺类抗生素工业中催化关键反应，将来源Esherichiacoli的a亚基分别与uyveracitrophilaProvidenciarettgeri，Alcaligenesfaecalis的β亚基重组得到三种杂合酶。而杂合酶的不同的a，β亚基来源于不同PGA,他们之间的相互作用就可能不如天然PGA加工精确高效，一般来说，杂合酶在周质空间折叠加工的速度也相应会大大减慢并容易产生错误的构象而被大肠杆菌周质空间的蛋白酶降解，这可能是杂合酶表达量低的主要原因，这需要通过进一步的实验来证实。2005年浙江大学动物营养与饲料科学专业的陆平克隆了高活性木聚糖酶基因基础上，采用基因重叠延伸技术(splicingbyoverlapextension，SOE)构建了5种不同的双功能葡聚糖酶一木聚糖酶杂合基因，并在大肠杆菌BL21中表达，纯化表达产物后进行酶特性的分析，以研究不同连接肽对葡聚糖酶-木聚糖杂合酶的影响，证明了，连接肽的有无和连接肽的设计对于双功能酶的构建十分重要。综上所述，目前对杂合酶的研究主要是改变酶学或非酶学性质,了解酶的结构-功能关系、以及