大肠杆菌中精氨酸脱亚胺酶基因高效克隆表达及纯化策略

本文报道了一项关于精氨酸脱亚胺酶(ADI)基因在大肠杆菌中的克隆、表达及纯化的研究，发表于2011年的《食品与生物技术学报》。研究团队利用PCR技术从特定菌株中扩增了编码ADI的arcA基因，并将其构建到表达载体pET24a-ADI中，以便在大肠杆菌BL21(DE3)中实现高效表达。实验中，研究人员优化了ADI的诱导条件，发现在细胞密度(A600)达到1.0时，添加0.2 mmol/L的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)并在30℃下诱导4小时，可以得到酶活性最高的表达效果，即每毫升发酵液中达到2.04 U/mL的酶活力。 通过采用超声波破碎法破碎细胞，然后使用HiPrep DEAE FF阴离子交换层析和Superdex™ 200凝胶过滤层析进行纯化步骤。经过SDS-PAGE电泳分析，重组的精氨酸脱亚胺酶(rADI)呈现单一的92.6 kDa的相对分子质量，表明它是由两个相同的亚基组成的。纯化后的rADI具有很高的酶活性，比活力达到了20.9 U/mg，这为进一步的生物化学研究和潜在应用提供了高质量的纯化蛋白。 这项工作不仅展示了在大肠杆菌中克隆和表达外源蛋白的可行性，而且对于精氨酸代谢途径的研究以及相关酶在工业生物技术领域的应用具有重要意义。关键词包括精氨酸脱亚胺酶、克隆、表达和纯化，这些都是生物工程领域的重要技术环节，对于理解微生物代谢调控和蛋白质工程有着深远的影响。整个研究过程严谨且具有实际操作性，为后续同类酶的改造和生产奠定了坚实的基础。