利用蛋白質工程提升菊糖蔗糖酶的活性及熱穩定性
學生姓名:
林敏桓
指導教授:
方翠筠
學 期:
114上
摘 要:
菊糖 (Inulin) 因其具有多種健康功效，在製藥、營養保健品及食品產業中獲得商業應用。微生物菊糖 (microbial inulin) 的酵素生物合成 (enzymatic biosynthesis) 也逐漸受到關注。菊糖蔗糖酶 (inulosucrase) Lactobacillus mulieris UMB7800 在進行分子修飾 (molecular modification) 後，活性 (activity) 及熱穩定性 (thermostability) 皆有提升。於 18 個可變區域中，R5 以更保守的 (conserved) 序列取代後顯著影響酵素活性，而被認定為關鍵區域 (crucial region)。利用定點突變 (site-directed mutagenesis) 結合飽和突變 (saturated mutagenesis) 分析後發現，突變株A250V可使活性提升 68%。此外，透過合理設計 (rational design) 篩選突變株後，四個單點突變 (S344D、H434P、E526D、G531P) 被證實能提升熱穩定性。最終的組合突變株 M5，其活性提升了 66%，且在 55℃ 下的半衰期提升了 5 倍。另一個菊糖蔗糖酶 Lactobacillus reuteri 121 將柔性 (flexible) 的甘胺酸取代為剛性的 (rigid) 脯胺酸後，其活性、熱穩定性及菊糖結構 (inulin profile) 皆有顯著變化。突變株G416P、G624P、G627P 與 G629P相較於原生型 (wild-type) 表現出更高的熱穩定性。尤其是G624P 與 G627P，相較於原生型，其長鏈寡糖 (long-chain oligosaccharides) 的產量明顯降低。
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