大肠杆菌二核苷酸环化酶催化c-di-GMP生物合成

环二鸟苷酸(bis-(3’-5’)-cyclic dimeric guanosine monophosphate,c-di-GMP)是广泛存在于细菌中的第二信使分子,可通过STING (stimulator of interferon genes)信号通路参与先天免疫应答,是一种潜在的疫苗佐剂.为明确其先天免疫调节机制和评估免疫佐剂效果,c-di-GMP的高效合成急需解决.为建立一种相对简单、高效的c-di-GMP生物合成方法,实现体外制各c-di-GMP,本研究构建大肠杆菌(Escherichia coli)二核苷酸环化酶(dinucleotide cyclase V,DncV)重组表达载体,经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropy-β-D-thiogalactoside,IPTG)诱导表达和His亲和纯化获得目的蛋白DncV;利用超高效液相色谱(ultra performance liquid chromatography,UPLC)检测DncV重组蛋白体外催化GTP生成c-di-GMP的反应.研究结果表明,IPTG诱导型表达载体pET-28a-His-DncV构建成功,亲和纯化获得的DncV重组蛋白纯度达到92％;该重组蛋白能够通过酶促反应一步生成c-di-GMP;金属离子对该酶活性影响显著,其中3种金属离子(Mg2+,Mn2+,Co2+)可提高催化效率,另外7种金属离子(Cu2+,Zn2+,Ni2+,Mo2+,Bo2+,Fe2+,Ca2+)抑制酶促反应.本研究建立了E.coli DncV重组蛋白催化合成c-di-GMP的方法体系,为c-di-GMP的大规模制备和功能研究提供了基础资料.