大肠杆菌异源表达pmob及催化甲烷氧化生成甲醇的研究 - 分子催化.pdfVIP

　第３０卷 第２期 分　　子　　催　　化 Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．２　 　２０１６年４月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＭＯＬＥＣＵＬＡＲＣＡＴＡＬＹＳＩＳ（ＣＨＩＮＡ） Ａｐｒ．　２０１６　 文章编号：１００１３５５５（２０１６）０２０１７７０５ 大肠杆菌异源表达ｐｍｏＢ及催化甲烷氧化生成甲醇的研究  张铁男 ，王　艳，姜　丹，辛嘉英，张　帅，董　静 （哈尔滨商业大学 食品工程学院省高校食品科学与工程重点实验室，黑龙江 哈尔滨 １５００７６） 摘要：颗粒甲烷单加氧酶（ｐＭＭＯ）是甲烷氧化菌中催化甲烷氧化生成甲醇的一种酶．ＭｅｔｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓｃａｐｓｕｌａｔｕｓＩＭＶ ３０２１的ｐＭＭＯ活性位点是ｐｍｏＢ亚基，该亚基是一种可溶性蛋白．我们研究将ｐｍｏＢ亚基进行异源表达及生物催 化活性的验证．当培养基中烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（ＮＡＤＨ）浓度为５ｍｍｏｌ／Ｌ时，可以观察到异源表达ｐｍｏＢ亚基 具有催化甲烷氧化成甲醇活性，生成甲醇浓度为１．０４ｍｍｏｌ／Ｌ．研究ｐＭＭＯ活性对于开发能直接将甲烷转化成甲 醇的新型、环保催化剂有非常重要意义． 关键词：生物催化；颗粒甲烷单氧酶；ＭｅｔｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓｃａｐｓｕｌａｔｕｓＩＭＶ３０２１；甲烷；甲醇 中图分类号：Ｑ８１４．９ 文献标志码：Ａ － － ［７８］ ［８，１０１２］ 　　甲烷是一种重要的一碳化合物，甲醇是生产大 过程需要有ＮＡＤＨ 或四甲基对苯醌 提供 宗化学品的重要原料，但由于甲烷结构非常稳定， 电子，ｐＭＭＯ中的铜离子在电子传递过程中也具有 目前工业上从甲烷生产甲醇仍需要 ２５５℃、５～ ［１２］ 重要作用 ． ［１］ － １５ＭＰａ这样需要高能耗投入的条件 ．甲烷单加 ［１４１５］ 从ＭｅｔｈｙｌｏｓｉｎｕｓｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｉｕｍＯＢ３ｂ 和Ｍｅｔｈ － 氧酶（ＭＭＯｓ）可以实现在常温常压条件下甲烷转化 ［５８］ ｙｌｏｃｏｃｃｕｓｃａｐｓｕｌａｔｕｓＢａｔｈ 菌中纯化获得ｐＭＭＯ结 为甲醇． 构一致，均含有ｐｍｏＢ基因．在本研究中，异源表 ＭＭＯｓ具有催化甲烷氧化生成甲醇活性，是甲 达 ｐｍｏＢ的 ＤＮＡ模板来 Ｍｅｔｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓｃａｐｓｕｌａｔｕｓ ［２］ 烷氧化菌甲烷氧化途径中的主要生物酶 ．甲烷氧 ＩＭＶ３０２１，其与ＭｅｔｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓｃａｐｓｕｌａｔｕｓＢａｔｈ是同一 化菌以甲烷为营养源代谢途径的关键酶—甲烷单加 菌属和种类，利用此ＤＮＡ模板，成功的将ｐｍｏＢ异 氧酶以两种形式存在：颗粒型甲烷单加氧酶（ｐＭ 源表达并验证重组体具有全细胞催化甲烷氧化生成 ＭＯ）结合在细胞内