嗜热地芽孢杆菌DS3源热稳定α-淀粉酶的克隆表达与分子模拟及其工业应用潜力分析

本研究针对嗜热菌源α-淀粉酶高温培养生产难题，由印度尼西亚研究人员通过基因工程技术将Geobacillus sp. DS3的amy基因克隆至pET-SUMO载体，于E. coli BL21(DE3)中实现高效可溶性表达。酶学特性显示该重组酶具有70°C最适温度、90°C保留60%活性的高热稳定性，动力学参数Km=6.77 mM与Vmax=0.20 U/mL表明其高底物亲和力，分子对接揭示Asp268等5个关键残基参与底物稳定，为高温淀粉加工提供优质酶源。

　　

研究人员成功从印度尼西亚Dieng高原Sikidang火山口分离的嗜热地芽孢杆菌(Geobacillus sp.) DS3中，通过PCR扩增获得1638 bp的α-淀粉酶(α-amylase)编码基因amy，采用TA克隆策略将其构建至带有N端His标签与SUMO标签的pET-SUMO表达载体，转化大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3)实现重组表达。利用MOE软件以PDB ID 1HVX（91.5%序列一致性）为模板进行同源建模，获得高精度三维结构模型。结构分析发现该酶钙离子结合位点相较于模板具有更多残基相互作用，钠离子结合模式亦存在差异。分子对接研究表明麦芽四糖(maltotetraose)通过与Asp268、His272、Trp300、Asn363和Asp365五个关键残基的相互作用实现稳定结合。酶学特性分析显示该重组酶最适反应温度为70°C，在90°C高温下仍能保持60%活性，动力学参数显示其具有较低K_m值（6.77 mM）和V_max值（0.20 U/mL），表明对底物淀粉具有极高亲和力。该热稳定α-淀粉酶在高温淀粉液化和多孔淀粉制备等工业领域展现出重要应用价值。