評估使用蛋白質支架系統對於不同酵素之比活性及穩定性影響
學生姓名:
黃乙淇
指導教授:
林泓廷
學期:
112下
摘 要:
酵素具有不穩定、無法重複使用且受限於反易環境等缺點，為了符合工業需求而選擇將酵素固定化，常見的固定化方式為將酵素固定在固體載體上，這可以延長反應的壽命和性能，而這可能需要因應酵素本身結構或特性選擇其適合的固定化方式。本次報告主要在探討透過 SpyCatcher/SpyTag 系統是否能改善酵素在使用上的缺點，根據結果表明，來自不同同源物的 Ethanolamine utilization microcompartment protein (EutM) 組成蛋白質支架結構對於酵素催化活性有不同程度提升，其中 EutM (SE)-SpyCatcher 上含有 Spy-Tag 的乙醇去氫酶 (Aldehyde dehydrogenase, ADH) 在培養 48 小時後，剩餘最高的比活性，相較無 EutM-SpyCatcher 時的 SpyTag-ADH 的比活性高 1.1 倍；環化果膠裂解酶 (Pectate lyase, C-PEL3) 較游離果膠酶 (W-PEL3) 對聚半乳醣醛酸 (Polygalacturonic acid, PGA) 表現出高水平的催化效率及熱穩定性。在酵素動力學方面，雖然 C-PEL3 對PGA 的 Km 值較低，但 k cat/K m值為 W-PEL3 的1.5倍，表示對 PGA的轉化效率相對較高。插入雙硫鍵與環化方式對於甲基天門冬 胺酸裂解酶 (Methylaspartate ammonia-lyases, MAL) 在熱穩定性測試及動力學分析與野生型相比都有顯著提升，表示此方法對於酵素熱穩定性有正向的效果，也透過圓二色光譜及分子動力學模擬進一步檢視熱穩定性提高的原因，成功透過組合雙硫鍵修飾與酵素環化兩種修飾以提高酵素的熱穩定性。綜合三篇文獻結論，透過 SpyCatcher/SpyTag 系統成功固定化不同酵素，並在熱穩定性及催化活性上都有良好的提升，提供酵素工業新的發展方向。
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