超嗜热古菌深渊热球菌新型甘油磷酸二酯酶(Pa-GDPD)的优化生产与生化特性解析及其在有机磷生物修复中的应用潜力

本文推荐：研究者通过重组DNA技术在大肠杆菌中高效表达超嗜热古菌Pyrococcus abyssi来源的甘油磷酸二酯酶(GDPD)，该酶具有70°C高温活性、pH7.0最适条件及Mn2+依赖性，对双(对硝基苯基)磷酸酯(BpNPP)的Km=1mM、Kcat=2.654×103 min-1，其热稳定性与广谱底物特异性为有机磷(OP)污染物的高温生物修复提供新策略。

　　

Highlight

本研究所需材料均为高纯度试剂：BpNPP购自麦克林(中国)，GPC(G5291)来自默克Sigma-Aldrich，Taq DNA聚合酶、限制性内切酶及T4连接酶等分子生物学试剂均由赛默飞世尔科技提供。

序列分析

目标基因编码约29kDa的非His标签蛋白，其等电点(pI)为4.96，摩尔消光系数ε=34950 M^-1cm^-1。通过NCBI BLASTp比对发现，Pa-GDPD蛋白序列含高度保守的催化残基His12和His54。

讨论

GDPD以水解甘油磷酸二酯著称，其产物甘油-3-磷酸(G-3-P)可作为生物体重要碳磷来源。深渊热球菌基因组含两种磷酸二酯酶基因：GDPD(WP_010867390.1)与2′,3′-环磷酸二酯酶(WP_010867226.1)，二者仅14%序列同源性。值得注意的是...

结论

有机磷(OP)农药对生态环境与人类健康构成严重威胁。本研究发现深渊热球菌GDPD(Pa-GDPD)在70°C高温下对BpNPP展现高效水解活性(K_cat达2654 min^-1)，其热稳定性与有机溶剂耐受性使其成为OP污染生物修复的理想候选酶。