首页 期刊 林业工程学报 钙离子对木聚糖酶Xyn10A热稳定性的影响 【正文】

钙离子对木聚糖酶Xyn10A热稳定性的影响

作者:陈秀霞; 王亮亮; 张瑜; 李迅; 王飞 南京林业大学化学工程学院; 江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心; 江苏省农林生物质资源化学利用国家重点实验室培育点; 江苏省生物质绿色燃料与化学品重点实验室; 南京210037
嗜热木聚糖酶   热稳定性   结构模拟   定点突变  

摘要:木聚糖酶广泛应用于食品、饲料、纺织、能源等领域。在生产过程中木聚糖酶的热稳定性较为重要,它直接影响酶的反应温度及使用效率。添加Ca^2+能够显著提高来源于Thermotoga thermarum DSM 5069的木聚糖酶Xyn10A在高温(85℃)条件下的热稳定性。为解析Xyn10A酶蛋白中的Ca^2+结合区域及热稳定性机制,笔者采用蛋白质结构模拟和定点突变技术以确定该结合区域,并分析其对于酶热稳定性的影响机制。酶蛋白的建模和结构比对结果表明,GH10家族木聚糖酶的结构保守性远大于其序列保守性;木聚糖酶Xyn10A中局部环区(^712IYRDNATKYEIPP^724)涉及Ca^2+的结合功能,同时其热稳定性依赖于该环区与Ca^2+之间的亲和力。对该环区的定点突变和删除突变导致Xyn10A无法有效地结合Ca^2+。Ca^2+可与酶蛋白中的(^712IYRDNATKYEIPP^724)环区形成配位键,显著降低Xyn10A酶催化结构域的柔性和自由度,使Xyn10A酶能够在高温下保持优良的热稳定性,进而有效地发挥其高温催化水解木聚糖的能力。

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