虎杖苯亞甲基丙酮合酶PcPKS2的表達純化和晶體生長

馬文瑞，柳春梅，楊明峰，薛飛燕，陳青，馬蘭青，呂鶴書 北京農學院 植物科學技術學院，北京 006 北京農學院　農業部都市農業 (北方) 重點實驗室，北京　006

?

虎杖苯亞甲基丙酮合酶PcPKS2的表達純化和晶體生長

馬文瑞1，柳春梅2，楊明峰2，薛飛燕2，陳青2，馬蘭青2，呂鶴書2
1 北京農學院 植物科學技術學院，北京 102206
2 北京農學院農業部都市農業 (北方) 重點實驗室，北京102206

馬文瑞, 柳春梅, 楊明峰, 等. 虎杖苯亞甲基丙酮合酶PcPKS2的表達純化和晶體生長. 生物工程學報, 2016, 32(2): 250–258.

Ma WR, Liu CM, Yang MF, et al. Preparation and crystallization of Polygonum cuspidatum Benzalacetone synthase. Chin J Biotech, 2016, 32(2): 250–258.

摘 要:植物類型Ⅲ聚酮合酶超家族 (PKSs)，又稱查爾酮合酶 (Chalcone synthase，CHS) 超家族，催化合成多種植物次生代謝產物的分子骨架。苯亞甲基丙酮合酶 (Benzalacetone synthase，BAS) 催化4-香豆酰輔酶A與丙二酰輔酶A通過一步脫羧縮合反應生成苯亞甲基丙酮，是一系列具有重要生物學活性苯丁烷類化合物及其衍生物的前體化合物。前期工作從虎杖中分離出苯亞甲基丙酮合酶BAS (PcPKS2) 和1個具有CHS和BAS活性的雙功能酶 (PcPKS1)。兩者與超家族其他成員序列經比較，在包括門衛氨基酸Phe215和Phe265在內的重要氨基酸序列存在一定差異。已有蛋白晶體學研究結果表明，PKSs家族不同成員的功能多樣性來自于酶催化位點的非常微小的構象變化。為了能夠從結構上比較PcPKS2和PcPKS1雙功能酶活性差異可能產生的機制，以確定其高效BAS活性的分子機理，研究利用了大腸桿菌原核表達系統過量表達了C-端融合有His6標簽的重組蛋白，經純化得到了高純度蛋白。經過對其晶體生長條件進行摸索和優化，得到了能用于X-射線衍射的單晶，為其結構解析、催化機理研究、了解虎杖聚酮類化合物生物合成機制和該類酶在基因工程中的應用提供了基礎。……