江南大学-JAFC:多功能短肽融合玉米赤霉烯酮内酯水解酶的生化特性及应用

文摘   2024-08-01 08:00   英国  
      江南大学食品学院孙秀兰教授团队在Journal of Agricultural and Food Chemistry发表题目为“Biochemical Characterization and Application of Zearalenone Lactone Hydrolase Fused with a Multifunctional Short Peptide”研究论文(多功能短肽融合玉米赤霉烯酮内酯水解酶的生化特性及应用)。
摘要:
      玉米赤霉烯酮(ZEN)是一种雌激素类霉菌毒素,对家畜有生殖毒性。目前,内酯水解酶用于ZEN的酶促降解,但大多数内酯水解酶存在降解效率低、热稳定性差等问题。ZHD518作为已证实的ZEN降解中性酶,在中性条件下表现出较高的酶活性。本研究将一个多功能多肽S1v1-(AEAEAHAH)2融合到ZHD518的N端,与野生型酶相比,该融合多肽的蛋白表达量提高了1.28倍,酶活力提高了9.27倍,45 ℃孵育10 min后的热稳定性提高了37.08倍,并且提高了酶在长期储存过程中的稳定性。此外,经过 S1v1-GS-ZHD518 处理 60 分钟后,玉米麸皮、玉米胚芽粉和玉米蛋白粉中的 ZEN 浓度分别从 5.29 ± 0.04、5.31 ± 0.03 和 5.30 ± 0.01 μg/g 降低至 0.48 ± 0.05、0.48 ± 0.06 和 0.21 ± 0.04 μg/g,降解率分别为 90.98%、91.00% 和 95.32%。总之,S1v1-GS-ZHD518 的高效降解性、耐高温和耐储存性为其在食品或饲料中的应用提供了可能性。
研究结果:
3.1. 蛋白质表达与纯化
Figure 1. (A) The schematic diagram of the recombinant protein S1v1-GS-ZHD518 expression cassette. (B) SDS-PAGE analysis of the recombinant protein was performed at each purification step.
3.2. S1v1-GS-ZHD518的生化特性
Figure 2. Enzymatic characterization of recombinant protein S1v1-GS-ZHD518.
3.4. 降解产物分析
Figure 3. Chromatographic (at 1–6 min), mass spectrometry (at 6 min) and degradation mechanism of S1v1-GS-ZHD518 hydrolysates
3.5. ZEN分子对接及S1v1-GS-ZHD518融合酶结构分析
Figure 4. (A) Structural comparison of ZHD518 (blue) and S1v1-GS-ZHD518 (red); (B) The molecular docking map of S1v1-GS-ZHD518 and ZEN and the catalytic center of S1v1-GS-ZHD518.
3.6. 在玉米副产品中的应用
Figure 5. Effect of recombinant enzyme S1v1-GS-ZHD518 in degrading ZEN in various corn byproducts.
原文链接:
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c01296

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