|
Bioprocess 2022
芽孢杆菌属来源产尿酸氧化酶菌株的筛选、鉴定及酶学性质研究
|
Abstract:
尿酸氧化酶是一类可将尿酸氧化为尿囊素的酶,在动植物和微生物中普遍存在,但人类及猿类体内并未发现这一类酶,人体内尿酸过高常会引发高尿酸血症、痛风等相关疾病。如今痛风等疾病发病率日渐上升,尿酸氧化酶的研究也备受关注。本研究选取青海省茶卡盐湖样品通过富集培养、筛选纯化等方法获得一株编号为2YHBJ-3产尿酸氧化酶的细菌。经过16S rRNA鉴定,鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus)菌株。该菌株最佳发酵时间为48 h,其所产的酶活力为0.0085 U/mL,最适作用pH为6.6,最适温度为20℃;在温度为15℃~50℃及pH为5.0~8.0范围内,该酶能够保持50%相对活性;Mg2+、Fe2+能够明显提高其酶活力,Cu2+及SDS对其表现出强抑制作用。这预示着该芽孢杆菌属菌株对于尿酸氧化酶的开发利用具有一定潜在价值,为后续的医药开发提供酶力资源。
Uric acid oxidase is a group of enzymes that oxidise uric acid to allantoin. It is commonly found in plants, animals and microorganisms, but is not found in humans or apes. Nowadays, the incidence of gout and other diseases is increasing, and the study of uric acid oxidase has attracted much attention. In this study, a strain of uric acid oxidase-producing bacteria, No. 2YHBJ-3, was obtained by enrichment culture and screening and purification of samples from Chaika Salt Lake in Qinghai Province. After16S rRNA identification, the strain was identified as Bacillus. The optimum fermentation time was 48 h, the enzyme activity was 0.0085 U/mL, the optimum pH was 6.6, and the optimum temperature was 20?C; the enzyme was able to maintain 50% relative activity in the temperature range of 15?C~50?C and pH 5.0~8.0; Mg2+ and Fe2+ significantly increased its enzyme activity, while Cu2+ and SDS showed strong inhibition. This indicates that this strain of Bacillus sp. is potentially valuable for the devel-opment of uric acid oxidase, which can provide enzymatic resources for subsequent pharmaceutical development.
[1] | 杨艳, 马玲. 尿酸在生物进化中的生理意义[J]. 现代预防医学, 2015, 42(18): 3420-3422+3439. |
[2] | 杨晓莹, 闫昊惠, 赵润祥, 等. 医学院校学生对高尿酸血症和高嘌呤膳食的认知情况调查[J]. 中国校医, 2021, 35(6): 401-404+435. |
[3] | 修正. 预防控制“第四高”: 高尿酸[J]. 江苏卫生保健, 2022(5): 18. |
[4] | 林玉仙, 黄逸薇, 熊建华, 等. 治疗痛风药物的研究进展[J]. 中国乡村医药, 2021, 28(24): 87-88. |
[5] | 邓雪玉. 痛风和高尿酸血症药物治疗研究现状[J]. 中国处方药, 2020, 18(1): 24-26. |
[6] | 方功, 李文汐, 张杰, 柯清华, 朱兴贵, 龙立华, 李昌海. 高尿酸血症可用药物的安全性和耐受性: 一项重要综述和最新研究进展(英文) [J]. 中国药学, 2022, 31(6): 397-411. |
[7] | 李文杰. 枯草芽孢杆菌尿酸氧化酶的定向进化[D]: [博士学位论文]. 合肥: 中国科学技术大学, 2017. |
[8] | Lehninger, A.L., Nelson, D.L. and Cox, M.M. (2005) Lehninger Principles of Biochemistry. Macmillan, London. |
[9] | Fini, M.A. and Stenmark, K.R. (2019) Pegloticase and Lowering Blood Pressure in Refractory Gout; Is It Uric Acid or Hydrogen Peroxide? European Journal of Internal Medicine, 69, e11-e12. https://doi.org/10.1016/j.ejim.2019.08.017 |
[10] | Zhang, R., Gao, S.J., Zhu, C.Y., et al. (2009) Characterization of a Novel Alkaline Arxula adeninivorans Urate Oxidase Expressed in Escherichia coli and Its Application in Reducing Uric Acid Content of Food. Food Chemistry, 293, 254-262. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.04.112 |
[11] | 黄琳秋, 江筠, 楼觉人. 尿酸氧化酶临床疗效和安全性评价[J]. 国际生物制品学杂志, 2016, 39(2): 92-96. |
[12] | 陈志禹, 何秀萍, 张博润. 微生物来源的尿酸氧化酶的研究进展及应用前景[J]. 微生物学通报, 2007(6): 1205-1208. |
[13] | Vogels, G.D. and van der Drift, C. (1976) Degradation of Purines and Pyrimidines by Microorgan-isms. Bacteriological Reviews, 40, 403-468. https://doi.org/10.1128/br.40.2.403-468.1976 |
[14] | 刘广桢, 陈建华, 王旻. 尿酸酶产生菌的筛选、基因克隆及表达[J]. 中国药科大学学报, 2005(5): 464-467. |
[15] | 于青琳. 芽胞杆菌尿酸酶的制备及鉴定[J]. 临床检验杂志, 1994(3): 125-126. |
[16] | 朱献军, 刘建国, 黎高翔. 尿酸氧化酶基因的克隆、表达及其产物的应用[J]. 生物工程学报, 2001(1): 68-72. |
[17] | 周启蒙, 赵晓悦, 梁宇, 孔德文, 张森, 张雯, 宋俊科, 杜冠华. 治疗高尿酸血症相关药物研究新进展[J]. 中国新药杂志, 2021, 30(10): 929-936. |
[18] | 林铿淳, 邓毛程, 李静, 黄怀兴, 黄伟忠, 黄洁华, 张晓涛, 方伟娜. 尿酸氧化酶高产菌筛选与酶学性质的研究[J]. 中国酿造, 2021, 40(3): 79-83. |
[19] | 崔美岩, 张蓓, 岳靖, 许宗为, 张臻, 王佳蕊, 王栋, 王雪, 谈重芳. 青海茶卡盐湖附近8株土壤分离乳杆菌益生性的初步研究[J]. 河南工业大学学报(自然科学版), 2016, 37(4): 79-83+90. |
[20] | 匡红艳, 荣俊, 朱莹莹. 斑马鱼尿酸氧化酶基因的克隆与原核表达[J]. 四川动物, 2014, 33(2): 179-183. |
[21] | 张庆芳, 逄飞, 于爽, 肖景惠, 窦少华, 迟乃玉. 海洋高产尿酸氧化酶菌株筛选鉴定及酶学性质研究[J]. 生物技术通报, 2019, 35(7): 61-69. |
[22] | 咸静女, 郭鑫, 李波, 彭海波, 汪小龙, 张建业, 陈刚. 微生物尿酸氧化酶的筛选、酶学性质及重组表达[J]. 生物工程学报, 2018, 34(7): 1147-1155. |
[23] | 郭原, 田浤, 高向东. PEG修饰对尿酸酶酶学性质的影响[J]. 药物生物技术, 2011, 18(6): 488-491. |
[24] | 王颖, 肖雪, 李丹, 钟春燕, 范翔, 李刚锐, 孟尧. 带His标签重组产朊假丝酵母尿酸酶的表达、纯化与部分酶学性质研究[J]. 华西医学, 2018, 33(8): 989-993. |
[25] | 武文明, 段瑞娴. 产朊假丝酵母尿酸酶药用性分析[J]. 中国药物与临床, 2011, 11(6): 661-662. |