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醇脱氢酶(ADHs,EC 1.1.1.1),是属于氧化还原酶的第一亚类,该酶通常可以使用NAD(P)H作为辅酶将醛或酮转化为相对应的醇。醇脱氢酶由于其各种独特的生理生化性质和酶学性质,因而被广泛的应用于各个方面,主要是医学研究、化工生产、食品研究以及生物工程研究。在本论文中,在大肠杆菌中成功地表达了5个来源于奇异变形杆菌Proteus mirabilis JN458中的醇脱氢酶,优化了表达质粒和诱导条件,并探究了五种醇脱氢酶的酶学性质,为研究奶酪芳香气味的产生奠定了分子生物学基础。主要研究结果如下:(1)成功克隆了5个来源于P.mirabilis JN458的醇脱氢酶基因(adh1、adh2、adh3、adh4、adh5),将5个基因成功与pColdⅡ质粒相连,构建重组质粒后,将其转入Escherichia coli BL21(DE3)中并对其进行表达。预测得到的5个醇脱氢酶的蛋白分子量分别为40.1kDa、41.3 kDa、42.4 kDa、39.3 kDa和37.3 kDa。酶活验证发现5个醇脱氢酶对苯乙醛均具有一定的酶活。(2)由于pColdⅡ质粒的蛋白表达量和酶活不高,因此对表达质粒和重组菌株诱导条件进行了优化。选择pET28a、pETDuet-1、pRSFDuet-1和pColADuet-1进行表达质粒优化,分别构建了重组质粒pET28a-adh1,pETDuet-1-adh1,pRSFDuet-1-adh1和pColADuet-1-adh1,最终选择pETDuet-1作为表达质粒。最佳的诱导条件:培养基初始pH为6.5,诱导初始细胞的浓度OD600为0.4,诱导剂IPTG的浓度为0.4 mmol·L-1,诱导温度为15℃,诱导后培养时间为18 h,摇床转速为220 r·min-1,在此条件下,酶活比优化前提高了77%。(3)采用镍柱和脱盐柱对ADHs进行蛋白纯化,并研究了5种醇脱氢酶的酶学性质。ADH-1、ADH-2和ADH-3的最适pH为7.0,ADH-4和ADH-5的最适pH为8.0,ADH-1、ADH-3和ADH-5的最适温度为40℃,ADH-2和ADH-4的最适温度为45℃。5种醇脱氢酶都有广泛的底物范围。5个酶关于苯乙醛、2-甲基丁醛和戊醛的动力学参数如下:对于ADH-1,Km分别为34.55、6.44和4.23mmol·L-1;对于ADH-2,Km分别为16.90、3.13和4.93mmol·L-1;对于ADH-3,Km分别为10.01、4.42和5.04mmol·L-1;对于ADH-4,Km分别为4.66、14.81和5.22mmol·L-1,;对于ADH-5,Km分别为19.64、24.62和1.33mmol·L-1。