吸水链霉菌5008中谷氨酸脱氢酶SHJG_7666的性质表征

Characterization of glutamate dehydrogenase SHJG 7666 from Streptomyces hygroscopicus 5008

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摘要谷氨酸脱氢酶可在NAD(P)H辅因子协助下催化α-酮戊二酸和谷氨酸之间的转化,是氮代谢途径的关键酶.基于基因组BLAST分析预测,吸水链霉菌5008(S5008)中SHJG_7666 是谷氨酸脱氢酶的编码基因.本研究在大肠杆菌中对SHJG_7666蛋白进行了异源表达,并对其酶学性质进行了表征.系统发育树及同源建模结构分析显示SHJG_7666 具有保守的谷氨酸、α-酮戊二酸结合域以及经典的GXGXXG二核苷酸结合基序,其活性中心由Lys60,Lys78,Asp120催化功能位点及Ser36,Gly38,Gln119,Asp166,Asn300,Ala330谷氨酸、α-酮戊二酸结合位点组成,属于Glu/Leu/Phe/Val脱氢酶家族;体外生化实验显示,其催化α-酮戊二酸转化为谷氨酸的最适pH和温度分别为7. 5和37 ℃,对底物α-酮戊二酸Km为(25. 3 ±9. 1 )μmol/L, kcat为(3 ±0. 8)×10 -5s-1.本研究验证了SHJG_7666谷氨酸脱氢酶的催化功能,揭示了其活性中心关键氨基酸残基,为利用蛋白质工程手段对SHJG_7666进行分子设计以提高其催化活力,进一步利用代谢工程手段对宿主氮代谢进行调控奠定了基础.