微生物谷氨酰胺转氨酶催化细胞色素c赖氨酸残基的定点修饰

研究微生物谷氨酰胺转氨酶(mTG)催化细胞色素c(Cyt c)的PEG定点修饰的可行性,并优化修饰条件,研究PEG修饰对Cyt c性质的影响.将单甲氧基聚乙二醇氨(mPEG-NH2)与N-苄氧羰基-谷氨酰胺-甘氨酸(CBZ-QG)共价结合制备含谷氨酰胺残基的甲氧基聚乙二醇衍生物(N-苄氧羰基-谷氨酰胺-甘氨酰-单甲氧基聚乙二醇,CBZ-QG-mPEG);mTG分别催化mPEG-NH2、CBZ-QG-mPEG (mTG)修饰Cyt c,研究酶法定点修饰Cyt c残基的可行性;改变酶的用量、温度、反应时间和pH等反应条件优化谷胺酰胺转氨酶催化修饰Cyt c的条件.研究结果表明:①mPEG-NH2不能作为mTG的底物修饰Cyt c,甲氧基聚乙二醇氨(mPEG-NH2)分子上引入谷氨酰胺残基后,在mTG的催化作用下了实现Cyt c的PEG修饰,而且基于mTG的底物特异性实现了PEG定点修饰Cyt c的赖氨酸(Lys)残基;②37℃温度下,pH 8.0的溶液中,1mg/ml的mTG催化修饰反应2h是最佳修饰反应条件;③化学法PEG修饰Cyt c产物复杂,是多种多点修饰产物的混合物,酶法催化PEG修饰Cyt c只产生单一产物;④与天然Cyt c相比,修饰后Cyt c的活力、稳定性都有所提高.提出的谷胺酰胺转胺酶催化修饰法解决了蛋白质Lys残基难以定点修饰的难题,拓展了mTG在蛋白质修饰方面的应用.