真养产碱杆菌112R4酰亚胺酶基因的克隆、序列分析及其在大肠杆菌中的表达

筛选到一株具海因水解活力的微生物,经鉴定后命名为真养产碱杆菌112R4.该菌能水解海因、二氢尿嘧啶和琥珀酰亚胺,且对琥珀酰亚胺活力最高,但不水解5-单取代海因和5,5'-双取代海因,因而被确定为含有酰亚胺酶.真养产碱杆菌112R4能在以琥珀酰亚胺为唯一碳、氮源的培养基上生长,表明该菌中存在琥珀酰亚胺完整的转化途径.从112R4基因组DNA出发,用鸟枪法克隆了一个6kb的与环酰亚胺水解相关的DNA片段;进一步亚克隆得到了带酰亚胺酶基因的2kb的DNA片段,并进行了序列测定.缺失分析确定了一个876bp的ORF为真养产碱杆菌112R4的酰亚胺酶基因,推测编码一个291个氨基酸的多肽,这是第一次报道微生物酰亚胺酶的核酸和蛋白序列.推测的氨基酸序列在蛋白数据库中进行了比较,结果表明,酰亚胺酶与已知的环酰胺酶没有明显的同源性,也不属于氨酰水解酶蛋白超家族,因而被分类为一种新的环酰胺酶.真养产碱杆菌112R4的酰亚胺酶与芽生杆菌A17p-4的酰亚胺酶N端的20个氨基酸有较高的同源性,一致性为60%,与多糖脱乙酰酶保守序列也部分同源,一致性为14%.带有酰亚胺酶基因的重组质粒在大肠杆菌中得到表达,在lac启动子控制下,使用1mmol/L IPTG诱导5h,酰亚胺酶活力达到3200U/L,为供体菌真养产碱杆菌112R4的7倍.