大肠来源UDP-半乳糖-4-差向异构酶的表达及理性改造

刘欣宇; 赵丽婷; 马忠宝; 陈磊; 顾正华; 石贵阳; 丁重阳

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大肠来源UDP-半乳糖-4-差向异构酶的表达及理性改造

首发时间：2025-03-24

刘欣宇 ^{1
2}
刘欣宇（1998-），女，酶工程
赵丽婷 ^{1
2}
赵丽婷
马忠宝 ^{1
2} 陈磊 ^{1
2} 顾正华 ^{1
2} 石贵阳 ^{1
2} 丁重阳 ^{1
2}
丁重阳（1975-），男，博导，食药用真菌的活性天然产物与酶资源的开发与应用

1、江南大学生物工程学院，无锡，214122，中国
2、江南大学粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心，江南大学，无锡，214122，中国

DOI:10.12383/SciencepaperOnline.202503.0231CSTR:20001.14.SciencepaperOnline.202503.0231

摘要：UDP-半乳糖是一种昂贵的半乳糖基供体，UDP-半乳糖-4-差向异构酶能够催化UDP-葡萄糖和 UDP-半乳糖相互转化，为了提高 UDP-半乳糖的生产效率，增强UDP-半乳糖-4-差向异构酶在合成UDP-半乳糖应用过程中的经济性，本文构建了pET-28a-GALE重组载体、摸索出重组蛋白pET-28a-GALE的纯化方式以及UDP-葡萄糖和UDP-半乳糖的检测方法，并基于底物通道、底物口袋对UDP-半乳糖-4-差向异构酶进行理性改造，将底物入口处、底物通道以及底物口袋中的关键氨基酸进行丙氨酸扫描。得到突变体Y203A和Q146A，活性分别提高131.7%和135%。本研究为UDP-半乳糖-4-差向异构酶的理性改造提供了一个方向，有希望为UDP-半乳糖-4-差向异构酶与蔗糖合酶级联生产昂贵的UDP-半乳糖带来成本的进一步降低。

关键词： UDP-半乳糖-4-差向异构酶表达纯化理性改造; UDP-半乳糖

For information in English, please click here

The Expression and Rational Engineering of UDP-Galactose-4-Epimerase from E. coli.

Liu Xinyu ^{1
2}
刘欣宇（1998-），女，酶工程
Zhao Liting ^{1
2}
赵丽婷
Ma Zhongbao ^{1
2} Chen Lei ^{1
2} Gu Zhenghua ^{1
2} Shi Guiyang ^{1
2} Ding Zhongyang ^{1
2}
丁重阳（1975-），男，博导，食药用真菌的活性天然产物与酶资源的开发与应用

1、School of Biotechnology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China
2、National Engineering Research Center for Cereal Fermentation and Food Biomanufacturing, Jiangnan University, Wuxi 214122, China

Abstract：UDP-galactose is an expensive galactose donor. UDP-galactose-4-epimerase can catalyze the interconversion between UDP-glucose and UDP-galactose. To improve the production efficiency of UDP-galactose and enhance the economic viability of UDP-galactose-4-epimerase in the synthesis of UDP-galactose, this study constructed the recombinant plasmid pET-28a-GALE, optimized the purification method for the recombinant protein pET-28a-GALE, and developed detection methods for UDP-glucose and UDP-galactose. Additionally, based on the substrate channel and substrate pocket, rational modification of UDP-galactose-4-epimerase was performed by conducting alanine scanning of key amino acids at the substrate entrance, substrate channel, and substrate pocket. The mutants Y203A and Q146A were obtained, with activities increased by 131.7% and 135%, respectively. This study provides a direction for the rational modification of UDP-galactose-4-epimerase and holds promise for further cost reduction in the cascade production of the expensive UDP-galactose by coupling UDP-galactose-4-epimerase with sucrose synthase.

Keywords： UDP-galactose-4-epimerase Expression and purification Rational modification UDP-galactose

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刘欣宇，赵丽婷，马忠宝，等. 大肠来源UDP-半乳糖-4-差向异构酶的表达及理性改造[EB/OL]. 北京：中国科技论文在线 [2025-03-24]. https://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/202503-231.

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论文编号	202503-231
论文题目	大肠来源UDP-半乳糖-4-差向异构酶的表达及理性改造
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