利用新型红酵母苯丙氨酸解氨酶制备低苯丙氨酸酪蛋白OA北大核心CSTPCD

【目的】挖掘高活性、高稳定性的苯丙氨酸解氨酶(EC 4.3.1.24;penylalanine ammonia-lyase,PAL),为后续在制备无(低)苯丙氨酸特膳食品的应用奠定基础。【方法】从胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)和双倒卵形红酵母(Rhodotorula diobovata)中克隆到基因RmPAL和RdPAL,并通过生物信息学分析两个酶的序列和结构特征;在大肠杆菌中异源表达纯化RmPAL和RdPAL蛋白,测定最适反应条件和底物特异性;通过高效液相色谱和苯丙氨酸试剂盒测定了RmPAL和RdPAL转化酸解酪蛋白(casein acid hydrolysate,CAH)中苯丙氨酸(L-phenylalanine,L-Phe)的能力。【结果】RmPAL和RdPAL是真菌来源的PAL,分别由3个结构域组成:MIO结构域(MIO domain)、核心结构域(core domain)和屏蔽结构域(shielding domain),活性中心具有催化氨基酸Tyr和底物特异性特征氨基酸His;RmPAL和RdPAL在溶液中均以四聚体形式存在,两个酶的最适pH和最适温度均为8.9和50℃,且具有较宽泛的pH和温度稳定性,优于黏红酵母来源的商用PAL酶;此外,两种酶均能催化L-Phe和酪氨酸(L-tyrosine,L-Tyr)反应,且对L-Phe的催化效率较高,约为L-Tyr的5倍,脱除酸解酪蛋白中L-Phe的转化率分别为88%和93%。【结论】RmPAL和RdPAL具有较强稳定性和L-Phe水解偏好性,可从食源蛋白中有效去除L-Phe。