来自Lysinibacillus fusiformis的重组耐热碱性脂肪酶在洗涤剂和硬质（Ras）奶酪应用中的研究：克隆、表达、分子对接及特性分析

《Microbial Cell Factories》：Recombinant thermotolerant alkaline lipase from Lysinibacillus fusiformis for detergent and hard (Ras) cheese applications: cloning, expression, molecular docking, and characterization

　　

摘要

背景

耐热和耐碱的脂肪酶在工业应用中具有重要意义，尤其是在洗涤剂和食品加工领域。本研究旨在从一种高效的细菌来源中分离、克隆并表达编码脂肪酶的基因，以生产一种具有增强催化效率和实际应用性的耐热耐碱脂肪酶。

结果

在多个细菌分离株中，最有效的脂肪酶产生菌被鉴定为Lysinibacillus fusiformis，其16S rRNA序列已存入GenBank（编号为PP757498）。三个编码脂肪酶的基因（est、est2和lipA）被成功分离、克隆，并在大肠杆菌BL21（DE3）中异源表达。这些基因的序列分别以PX136937.1、PX136938.1和PX136936.1的登录号提交至GenBank。由lipA编码的重组脂肪酶（rLipase）表现出最高的活性（150 U/mL），而原始酶的活性仅为56.2 U/mL。分子对接分析显示，rLipase对橄榄油中的主要脂肪酸衍生物具有很强的结合亲和力，其中对亚油酸的亲和力最高（??8.0 kcal/mol），其次是油酸（??7.8 kcal/mol）和棕榈酸（??7.3 kcal/mol）。这些相互作用通过疏水作用和氢键稳定，关键氨基酸残基（尤其是VAL250）发挥了重要作用。部分纯化的重组脂肪酶（rLipase）在80°C和pH 9的条件下达到了320 U/mL的最大活性，表现出显著的耐热性和耐碱性。功能评估表明，rLipase提高了洗涤剂去除棉织物上油渍的效率。此外，添加0.4%的rLipase可以加速Ras奶酪的成熟过程，将成熟时间从120天缩短至90天，同时保持理想的成熟效果。

结论

Lysinibacillus fusiformis来源的重组脂肪酶表现出较高的热稳定性、耐碱性和强催化效率。其在洗涤剂配方和奶酪成熟中的有效性突显了其作为多功能工业生物催化剂在脂质转化及相关应用中的潜力。