组蛋白赖氨酸特异性脱甲基酶的重组表达及其性质研究

李金荣; 张梁

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组蛋白赖氨酸特异性脱甲基酶的重组表达及其性质研究

首发时间：2021-02-23

李金荣 ^{1
2}
李金荣（1996），男，主要研究方向：工业微生物与酶工程
张梁 ^{1
2}
张梁（1978），男，博导，主要研究方向：工业微生物

1、江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室，江苏无锡 214122
2、江南大学生物工程学院，江苏无锡 214122

摘要：为了探究组蛋白赖氨酸特异性脱甲基酶的酶学性质，该研究利用分子克隆技术异源表达斑马鱼来源的组蛋白赖氨酸脱甲基酶（Lsd1）和咖啡来源的组蛋白赖氨酸脱甲基酶（Jmjc），并对发酵条件进行优化。利用镍柱亲和层析纯化产物，并对其进行酶学性质研究。结果表明：成功构建两个来源的原核表达载体BL21（DE3）/pET28a-lsD1和BL21（DE3）/pET28a-jmjC，在发酵温度25 ℃、诱导剂IPTG浓度0.1 mmol/L条件下获得了可溶性目的蛋白,并在咪唑浓度分别为100 mmol/L、200 mmol/L的纯化洗脱条件下得到纯蛋白。Lsd1、Jmjc的最适反应温度分别为35 ℃、20 ℃，最适反应pH分别为7、8，Lsd1的温度稳定性相对较高，Jmjc的酸碱耐受力更强；其中Mn2+对Lsd1和Jmjc的酶活力都有明显的促进作用, Co2+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Ni2+对两者有不同程度的抑制作用；动力学研究发现，由于反应时间较长，Lsd1和Jmjc的催化效率较低，kcat分别为8.23×10-6 s-1、1.06×10-5 s-1。该研究首次对该酶进行了酶学性质表征，且研究结果为组蛋白赖氨酸脱甲基酶应用于N-CH3类化合物的降解提供了重要的基础数据。

关键词：发酵工程 Lsd1 Jmjc 异源表达酶学性质

For information in English, please click here

Recombinant expression and characterization of histone lysine specific demethylase

LI Jinrong ^{1
2}
李金荣（1996），男，主要研究方向：工业微生物与酶工程
ZHANG Liang ^{1
2}
张梁（1978），男，博导，主要研究方向：工业微生物

1、 National Engineering Laboratory of Grain fermentation Technology and Technology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122
2、School of Biological Engineering, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122

Abstract：In order to explore the enzymatic properties of histone lysine demethylase, molecular cloning technique was used to express heterologous expression of histone lysine demethylase (Lsd1) from zebrafish and histone lysine demethylase (Jmjc) from coffee., and the fermentation conditions were optimized. The product was purified by affinity chromatography on a nickel column and its enzymatic properties were studied. The results showed that two prokaryotic expression vectors BL21 (DE3) / pET28a-lsD1 and BL21 (DE3) / pET28a-jmjC were successfully constructed, and obtained the soluble target protein under the conditions of 25 C and 0.1 mmol/L IPTG. The elution conditions for Lsd1 and Jmjc purification were 100 mmol/L, 200 mmol/L imidazole. The optimum reaction temperature for Lsd1 and Jmjc was 35 ℃, 20 ℃, and the optimum reaction pH was 7, 8. The temperature stability of Lsd1 was higher, and the acid-base tolerance of Jmjc was better. Among them, Mn2+ can obviously promote the enzyme activity of Lsd1 and Jmjc, and Co2+, Mg2+, Ca2+, Zn2+, Ni2+ had different degrees of inhibition on both. The kinetic study found that due to the longer catalytic time, the catalytic efficiency of Lsd1 and Jmjc was lower. The kcat of Lsd1 and Jmjc were 8.23×10-6 s-1 and 1.06×10-5 s-1, respectively. The enzyme was characterized for the first time, and the results provide important basic data for the application of histone lysine demethylase in the degradation of N-CH3 compounds.

Keywords： Fermentation engineering Lsd1 Jmjc Heterologous expression Enzymatic properties

基金：

1. 国家重点研发计划项目（2018YFA0900300）

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李金荣，张梁. 组蛋白赖氨酸特异性脱甲基酶的重组表达及其性质研究[EB/OL]. 北京：中国科技论文在线 [2021-02-23]. http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/202102-74.

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论文编号	202102-74
论文题目	组蛋白赖氨酸特异性脱甲基酶的重组表达及其性质研究
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