Proteaz üreten suşların modifikasyonu
Proteaz, proteinlerdeki peptit bağlarının hidrolizini katalize eden, hayvanlarda, bitkilerde ve mikroorganizmalarda yaygın olarak bulunan bir enzim sınıfıdır ve endüstriyel enzim türlerinde en çok kullanılan enzim preparatlarından biridir ve toplam enzim miktarının yaklaşık 60%'sini oluşturur. Mikrobiyal proteaz kaynakları bol, çeşitli ve üretimi kolaydır ve piyasadaki proteazların ana kaynağı haline gelir. Proteazın ticari üretimi geçen yüzyılın başlarına kadar uzanmaktadır. 1908 yılında Almanlar deri tabaklamada pankreatik enzim kullanmaya başlamış, 1911 yılında Amerika Birleşik Devletleri Wallerstein şirketi bira için berraklaştırıcı bir madde olarak papain üretmiştir. 60'lı yılların başında Hollanda proteaz ilaveli deterjanlar üretmiştir. Buna ek olarak, ısıya dayanıklı, aside dayanıklı, tuza dayanıklı proteaz üretimi bakteri seçimi ve ıslahının yanı sıra alkali proteaz araştırmalarının hammadde fermantasyon üretimi olarak petrolün gerçekleştirilmesi için pratik ile birleştirilmiştir.
Birçok proteaz türü vardır ve moleküler ağırlık boyutları, uzaysal yapıları ve işlevleri çok farklıdır, ancak her proteaz ailesi hala oldukça korunmuş bir yapısal alanı korumaktadır. Şu anda, 100'den fazla proteaz türü kristalize edilmiş veya yüksek oranda saflaştırılmış ve birçoğu birincil ve stereo yapıları (tersiyer yapı) açısından aydınlatılmıştır.
2 Proteaz suşlarının modifikasyonu
Proteazın verimli bir şekilde ifade edilmesi ve enzimatik özelliklerinin optimizasyonu için mühendislik bakterilerinin yapımı yerli ve yabancı akademisyenlerin ilgi odağı olmuştur ve genellikle kullanılan araçlar şunlardır: mutasyon ıslahı, protoplazmik füzyon, genetiği değiştirilmiş bakterilerin yapımı ve in vitro yönlü evrim teknolojisi.
2.1 Mutajenez ıslahı ve protoplazmik füzyon
Mutajenez ıslahı, mükemmel özelliklere sahip mutant suşlar elde etmek için bakterinin genetik materyalinde mutasyonları indüklemek için esas olarak radyasyon mutajenezi veya bazı kimyasal reaktifler yoluyla yapılır. Örneğin, Cai Wanling ve arkadaşları tarafından enzim üreten suşların UV mutagenezinden sonra, enzim aktiviteleri orijinal suşa kıyasla 16% artmıştır. Yanli Li ve arkadaşları, Aspergillus oryzae ZW-06'nın nötr proteaz üreten enzim aktivitesini Co60-yönlendirmeli mutagenez ile 15.000 U/g kuru lor'a kadar taramış ve bu değer mutagenez öncesine göre 74% daha yüksek olmuştur. Huang Hongying ve ark. düşük enerjili N+ iyon implantasyon teknolojisini vahşi tip Bacillus licheniformis üzerinde dört kez farklı fizikokimyasal mutajenez yöntemleriyle birleştirerek yüksek verimli bir suş elde etmişlerdir; ham enzim aktivitesi 12425. 9 U/mL, çıkış suşundan 17,1 kat daha yüksektir.
Protoplazmik füzyon teknolojisi, iki ebeveynli bir suşun hücrelerinin protoplazmik füzyon için duvarlarının kaldırıldığı, böylece stabil rekombinantlar elde etmek için genomlarının değiştirildiği ve rekombine edildiği bir süreçtir. Örneğin, Pan Yanyun ve arkadaşları, Bacillus licheniformis 2709'u alkalin proteaz gen klonlama vektörü pDW2 içeren Bacillus subtilis BD105 ile kaynaştırmak için protoplazmik füzyon yöntemini kullanarak, 2709'dan 50%-100% daha yüksek fermantasyon enzimi üretimi ve sallama şişesi testinde 30.000 U/mL'ye kadar enzim üretimi ile yüksek verimli bir A16 suşu elde etmişlerdir.
2.2 Genetik mühendisliği bakterilerinin yapımı
Mühendislik bakterilerinin yapımı genellikle uygun ifade konakçıları ve ifade vektörleri veya ifade elemanları gerektirir. İlk olarak, hedef gen rekombinant vektör elde etmek için ekspresyon vektörüne klonlanır, daha sonra tarama süreci boyunca ekspresyon konağına dönüştürülür ve son olarak yüksek verimli suş süreci elde edilir. Yüksek verimli suşlar elde etmek için eksojen hedef gen parçalarını doğrudan konağın genomuna entegre etmek de mümkündür.
[18-20 Ekim] 2024 2. İleri Enzim Mühendisliği ve Enzim Teknolojisi Uygulamaları Konferansı
Min Zhang ve arkadaşları sacB geninin promotör-sinyal peptit dizisini (sacR) Bacillus subtilis nötral proteaz geni ile bağlayarak pHP13 vektörüne klonlamış, nötral proteaz genini içeren indüklenebilir ekspresyon salgılama vektörü pHP13SN'yi oluşturmuş ve ardından bunu Bacillus subtilis DB104'e dönüştürmüştür; bu da çıkış suşuna kıyasla enzim canlılığında 48% artış göstermiştir. WangHui ve arkadaşları Bacillus amyloliquefaciens K11'den nötral bir proteaz olan Banpr'ı klonlamış ve ifade konağı olarak Bacillus amyloliquefaciens K11 ile rekombinant bir ifade plazmidi, pUB110-Banpr, oluşturmuş ve sallama şişesi fermantasyonunda enzim aktivitesi 8995 ± 250 U/mL'ye ve 15 L fermantasyon sisteminde 28084 ± 1282 U/mL'ye ulaşmıştır ki bu endüstriyel Bacillus subtilis AS suşundan çok daha fazladır.1398 (8000-10000 U/mL).
2.3 Proteaz özelliklerinin iyileştirilmesi
İn vitro yönlendirilmiş evrim tekniklerinin gelişmesiyle birlikte, hedef proteinin üç boyutlu yapısal bilgisi ve etki mekanizması bilinmeden kodlayıcı genlerin rastgele mutasyonu, DNAShuffling teknikleri ve yönlendirilmiş tarama ile geliştirilmiş veya yeni işlevlere sahip proteinler elde edilebilmektedir.
Enzim stabilitesi, ticarileştirmenin başarısında kilit bir faktördür. Enzim stabilitesi, tuz köprüleri, disülfit bağları, aromatik etkileşimler ve enzimin kalsiyum iyonlarına olan afinitesinin artırılmasıyla geliştirilebilir ve böylece hedeflenen mutagenez yoluyla molekülün sertliği artırılabilir. BPN' proteazının Gly61 veya Ser98'inin Cys ile veya her ikisinin birden değiştirilmesi, katalitik etkinlikte bir değişiklik olmaksızın enzimin termal stabilitesinde bir artışla sonuçlanmıştır.
B. subtilis proteazının Val72'sinin Ile, Ala92'sinin Thr ve Gly131'inin Asp ile değiştirilmesiyle, mutant enzim 10°C'de vahşi enzimden 2 kat daha yüksek substrat aktivitesini katalize edebilir. 2005 yılında Danimarkalı Novozymes şirketi, deterjana eklenebilen düşük sıcaklık proteazı "Polarzyme "ı tanıttı. Deterjana eklenmesiyle yıkama sıcaklığı 60°C ve 40°C'den 30°C ve 20°C'ye düşmüş, 60% elektrik enerjisi tasarrufu sağlanmış ve düşük sıcaklıkta proteaz içeren "carecoldwash" deterjanının satış hacmi yedi kat artmıştır.
3 Görünüm
Proteazlar günlük hayatımızı yakından ilgilendiren çeşitli alanlarda kullanılmaktadır ve bu ortam proteazların üretimi ve karakterizasyonu konusunda yüksek talepler doğurmaktadır. Bu nedenle, proteazın katalitik mekanizmasının derinlemesine anlaşılması, uzamsal yapı ve katalitik fonksiyon arasındaki ilişki ve endüstriyel üretimin gereksinimlerini karşılamak için enzim üreten suşların yönlü modifikasyonu, gelecekte enzim mühendisliğinin gelişme eğilimidir. Buna ek olarak, iyi suşların seçimi ve ıslahının yanı sıra, farklı bileşenlerin etkili ifadesini gerçekleştirmek ve ifade miktarını, enzim aktivitesini ve enzim stabilitesini daha da iyileştirmek için proteazlar için daha fazla ifade vektörü oluşturmak üzere yeni ifade sistemleri veya çoklu proteaz geni birlikte ifade sistemleri oluşturmaya çalışmak için çaba gösterilmelidir.
Şimdi Bize Ulaşın!
Fiyata ihtiyacınız varsa, lütfen aşağıdaki forma iletişim bilgilerinizi doldurun, genellikle 24 saat içinde sizinle iletişime geçeceğiz. Bana e-posta da gönderebilirsiniz info@longchangchemical.com Çalışma saatleri içinde (8:30 - 6:00 UTC+8 Pzt.~Sat.) veya hızlı yanıt almak için web sitesi canlı sohbetini kullanın.
| Bileşik Glukoamilaz | 9032-08-0 |
| Pullulanase | 9075-68-7 |
| Ksilanaz | 37278-89-0 |
| Selülaz | 9012-54-8 |
| Naringinaz | 9068-31-9 |
| β-Amilaz | 9000-91-3 |
| Glikoz oksidaz | 9001-37-0 |
| Alfa-Amilaz | 9000-90-2 |
| Pektinaz | 9032-75-1 |
| Peroksidaz | 9003-99-0 |
| Lipaz | 9001-62-1 |
| Katalaz | 9001-05-2 |
| TANNASE | 9025-71-2 |
| Elastaz | 39445-21-1 |
| Urease | 9002-13-5 |
| DEXTRANASE | 9025-70-1 |
| L-Laktik dehidrojenaz | 9001-60-9 |
| Dehidrojenaz malat | 9001-64-3 |
| Kolesterol oksidaz | 9028-76-6 |