β-葡萄糖醛酸苷酶的重组表达及对黄芩苷的生物转化

目的 构建表达β-葡萄糖醛酸苷酶(β-glucuronidase,GUS)的重组菌株,得到高纯度β-葡萄糖醛酸酶,进而对黄芩苷进行生物转化获得黄芩素.方法 以E.coli K12基因组DNA为模板,采用PCR方法 扩增GUS基因,经酶切后连接到表达载体pET-28a中,获得重组表达载体pET28a-GUS,将重组载体转化到感受态细胞BL21(DE3)中,对所得基因工程菌进行培养条件和表达条件的优化;后经分离纯化后得到高纯度β-葡萄糖醛酸酶.以黄芩苷为底物进行酶法转化生产黄芩素,并对反应条件进行优化.结果 经测序,扩增的重组质粒目的基因序列与数据库中GUS基因序列一致.经IPTG(isopropy-β-D-thiogalactoside)诱导表达后, SDS-PAGE分析获得分子质量70 kDa的单一蛋白条带,工程菌最适培养条件为: 37 ℃、pH7.2、IPTG浓度0.6 μmol/L、诱导时间12 h.经过离心破碎、亲和层析、冻干后得到高纯度β-葡萄糖醛酸酶冻干粉.在该酶催化转化下,黄芩苷可转化为黄芩素,在40 ℃,pH 6.5,酶浓度60 μg/mL条件下,反应2.5 h,黄芩苷转化率可达72.5%.结论 成功构建了β-葡萄糖醛酸苷酶高表达菌株,并用于黄芩苷的定向水解制备黄芩素,为生物转化法生产黄芩素提供了新思路.