蜡样芽孢杆菌W-3木聚糖酶xynA基因原核表达及其酶学性质研究

[目的]克隆蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)W-3菌株的木聚糖酶基因xynA并进行生物信息学分析,探究其异源表达及酶学特性.[方法]采用同源扩增法克隆xynA基因,构建原核表达载体pCola-xynA,转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞进行异源表达,通过镍柱亲和层析分离纯化并通过SDS-PAGE鉴定重组蛋白,利用在线软件对xynA蛋白进行生物信息学分析.以榉木木聚糖为底物探究xynA在不同温度、不同pH条件下的酶学性质.[结果]xynA基因全长642 bp,含1个完整的开放阅读框,编码213个氨基酸.序列比对结果显示,xynA和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)亚种FZB42木聚糖酶(AJD80562.1)相似性为96％,和类芽孢杆菌(Paenibacillus macerans)NBRC15307 木聚糖酶(AAZ17386.1)及高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis)同家族木聚糖酶(WP-007407578.1)相似性为94％.xynA蛋白N-端含1个信号肽,理论等电点为9.42,分子质量为23.3 ku,蛋白结构稳定,为亲水性蛋白;存在5个潜在的糖基化位点、38个磷酸化位点,属于糖苷水解酶11家族.xynA酶活性为733.826 U/mg,其最适温度为70 ℃,最适pH为9.0.在60～80 ℃、pH 8.0～11.0时均具有较好的稳定性,80 ℃保温1 h可保留50.3％酶活,70 ℃和pH 9.0条件下保温1 h仍保留94.63％酶活.[结论]本研究成功从天然微生物蜡样芽孢杆菌W-3菌株中克隆木聚糖酶xynA基因,其编码蛋白为稳定的亲水蛋白,属于糖苷水解酶11家族.xynA表现出耐热、耐碱、高酶活特性,对温度、pH适应范围较广.研究结果为xynA开发利用奠定理论基础.