禾谷镰孢菌脂肪酶GZEL的酶学性质及C-端肽链对其催化和界面吸附特性的影响研究
发布时间：2021-08-03 22:18
禾谷镰孢菌（Fusarium oxysporum,有性态为Gibberella zeae）能引起穗腐、茎腐和根腐病等农作物病害,对农业生产造成巨大的损失。脂肪酶GZEL是由禾谷镰孢菌分泌的一种胞外酶,参与宿主感染过程。目前,GZEL的晶体结构已被解析,但对于该酶的基本酶学性质未见有文献报道。此外,从蛋白三维结构上,已发现GZEL与其他已报道的脂肪酶在结构上最大的区别在于GZEL所独有的C-末端结构,但C-端肽链的详细功能还未被阐明。深入了解该酶的酶学性质并揭示C末端在酶活性发挥中的功能不仅有助于了解酶的结构功能关系,为脂肪酶未来分子改造和工业化应用奠定基础,同时为针对该酶进行由禾谷镰孢菌导致的病害防控均具有重要指导意义。本文以脂肪酶GZEL为研究对象,采用大肠杆菌重组表达技术获得重组表达GZEL,在此基础上,采用传统乳化滴定法和单分子层技术对其酶学性质进行分析;通过设计并构建C-末端肽段缺失突变体,比较分析C-末端肽段缺失前后对脂肪酶GZEL的底物选择性和界面吸附特性的影响作用;结合分子对接模拟及结构分析从分子水平探究其各项性质表现的结构基础。具体研究内容以及结果如下:（1）基于乳化滴...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
α/β水解酶折叠示意图
2图 1-2 脂肪酶 TLL 闭合和开放构象[18]he superimposition of closed （PDB ID: 1DT3） and opeation of Thermomyces lanuginosus lipase[18]的催化机制于丝氨酸水解酶，催化中心由亲核的丝氨酸、酸性的天冬水解机理如图所示（图 1-3）。首先丝氨酸在天冬氨酸和组力增强，进攻底物羰基碳原子，酶和底物形成四面体结构酰胺质子形成的“氧负离子洞”稳定，它能与底物的羰基能降低并稳定其电荷分布。然后醇类化合物被释放，形成水分子与组氨酸形成氢键，水分子被激活，亲核进攻酰酶
图 1-3 脂肪酶催化酯键发生水解反应的机理[22]Fig. 1-3 Mechanism of the hydrolysis reaction of ester bonds catalyzed by lipases[22]1.1.3 脂肪酶的磷脂酶活性表现来源于哺育动物胰脂肪酶家族的肝脂肪酶（Hepatic lipase， HL），内皮脂肪酶（Endotheliallipase,EDL）和胰脂肪酶相关蛋白 2（Pancreaticlipaserelatedprotein2,PLRP2）不但能水解甘油三酯（TAG），还能特异性水解磷脂，也被归属为磷脂酶 PLA1[22-24]。作为胰脂肪酶家族的成员，哺乳动物 PLA1 与脂肪酶显示出结构相似性并具有典型的 Ser-His-Asp 三联体，丝氨酸残基位于 GXSXG 保守五肽中，但与脂肪酶相比，PLA1 的表面loop 结构更短（β5 loop，β9 loop 和盖子区域），这似乎是它们底物特异性的原因[22,25]。茄科镰孢菌脂肪酶（Fusariumsolani lipase，FSL）也被报道是不仅具有脂肪酶活性而且具有高磷脂酶活性的真菌脂肪酶[26]。来源于拟南芥的花药开裂缺陷 1(DefectiveinAntherDehiscence 1，DAD1）被鉴定为 PLA1，它是一种参与茉莉酸生物合成的酶，结构也显
【参考文献】：
期刊论文
[1]大肠杆菌表达系统和酵母表达系统的研究进展[J]. 祁浩,刘新利. 安徽农业科学. 2016(17)
[2]重组蛋白包涵体的复性研究[J]. 杨晓仪,林键,吴文言. 生命科学研究. 2004(02)
硕士论文
[1]球形马拉色菌脂肪酶MgMDL2的酶学性质表征及底物识别机制研究[D]. 徐环.华南理工大学 2016
[2]脂肪酶SMG1的底物识别和热稳定性机制研究[D]. 王倩.华南理工大学 2015
本文编号：3320434
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
α/β水解酶折叠示意图
2图 1-2 脂肪酶 TLL 闭合和开放构象[18]he superimposition of closed （PDB ID: 1DT3） and opeation of Thermomyces lanuginosus lipase[18]的催化机制于丝氨酸水解酶，催化中心由亲核的丝氨酸、酸性的天冬水解机理如图所示（图 1-3）。首先丝氨酸在天冬氨酸和组力增强，进攻底物羰基碳原子，酶和底物形成四面体结构酰胺质子形成的“氧负离子洞”稳定，它能与底物的羰基能降低并稳定其电荷分布。然后醇类化合物被释放，形成水分子与组氨酸形成氢键，水分子被激活，亲核进攻酰酶
图 1-3 脂肪酶催化酯键发生水解反应的机理[22]Fig. 1-3 Mechanism of the hydrolysis reaction of ester bonds catalyzed by lipases[22]1.1.3 脂肪酶的磷脂酶活性表现来源于哺育动物胰脂肪酶家族的肝脂肪酶（Hepatic lipase， HL），内皮脂肪酶（Endotheliallipase,EDL）和胰脂肪酶相关蛋白 2（Pancreaticlipaserelatedprotein2,PLRP2）不但能水解甘油三酯（TAG），还能特异性水解磷脂，也被归属为磷脂酶 PLA1[22-24]。作为胰脂肪酶家族的成员，哺乳动物 PLA1 与脂肪酶显示出结构相似性并具有典型的 Ser-His-Asp 三联体，丝氨酸残基位于 GXSXG 保守五肽中，但与脂肪酶相比，PLA1 的表面loop 结构更短（β5 loop，β9 loop 和盖子区域），这似乎是它们底物特异性的原因[22,25]。茄科镰孢菌脂肪酶（Fusariumsolani lipase，FSL）也被报道是不仅具有脂肪酶活性而且具有高磷脂酶活性的真菌脂肪酶[26]。来源于拟南芥的花药开裂缺陷 1(DefectiveinAntherDehiscence 1，DAD1）被鉴定为 PLA1，它是一种参与茉莉酸生物合成的酶，结构也显
【参考文献】：
期刊论文
[1]大肠杆菌表达系统和酵母表达系统的研究进展[J]. 祁浩,刘新利. 安徽农业科学. 2016(17)
[2]重组蛋白包涵体的复性研究[J]. 杨晓仪,林键,吴文言. 生命科学研究. 2004(02)
硕士论文
[1]球形马拉色菌脂肪酶MgMDL2的酶学性质表征及底物识别机制研究[D]. 徐环.华南理工大学 2016
[2]脂肪酶SMG1的底物识别和热稳定性机制研究[D]. 王倩.华南理工大学 2015
本文编号：3320434
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