高温耐受Fe-SOD基因克隆表达：功能研究与产业化前景

本篇文章《一种新型的耐高温超氧化物歧化酶基因的克隆表达及其酶学研究》由中国科技论文在线首发，由王霞、方腾飞等人合作完成。研究背景是在对嗜高温菌Geobacillus kaustophilus HTA426的cDNA文库进行测序时，意外发现了一个新的编码铁硫依赖型超氧化物歧化酶(Fe-SOD)的基因序列，被命名为GKHTA-SOD。该基因全长为1236个碱基对，编码出411个氨基酸，推测其分子量约为47.25kDa。 研究目标是深入理解GKHTA-SOD的功能，并为未来的工业化生产耐高温SOD提供理论支持。研究人员将GKHTA-SOD的开放阅读框(ORF)克隆到原核表达载体pET-28a(+)，构建了pET-28a(+)-GKHTA-SOD表达载体，并通过大肠杆菌(E.coli BL21(DE3))进行诱导表达。实验结果显示，重组蛋白以溶形式存在于细胞裂解液中，经过超声破碎和镍柱亲和层析纯化，能够达到约90%的纯度。令人惊讶的是，这个耐高温的特性使得GKHTA-SOD在90℃条件下依然保持活性。 进一步的实验表明，通过不同的温度处理，可以有效去除杂蛋白，不影响GKHTA-SOD的活性，使纯度提升至约70%。研究还涉及到热稳定性和酸碱耐受性，结果显示，该重组蛋白在高温、酸性和碱性环境下都显示出良好的稳定性。 为了实现GKHTA-SOD在家蚕生物反应器中的应用，研究团队尝试使用Bacto Bac家蚕杆状病毒表达系统，将GKHTA-SOD整合到多角体基因启动子下，成功实现了高效表达。经Western blot和WST-1法验证，证明了重组蛋白在家蚕BmN细胞中的表达且具有活性，这为未来利用家蚕生物反应器大规模生产SOD开辟了新途径。 文章关键词包括分子生物学、超氧化物歧化酶、家蚕杆状病毒表达系统以及耐高温特性，这些成果对于生物工程、生物技术领域尤其是耐高温酶的工业应用具有重要意义，也为相关领域的研究提供了有价值的数据和理论依据。