包覆细菌酶：一种酶纯化与固定化的一步法

工业酶的纯化通常依赖成本高昂的多步骤色谱流程。为解决这一问题，我们开发了一种名为包被细菌酶（Coated Bacterial Enzymes, CBEs）的新型平台，该平台能够实现与 SlpA 细胞壁结合结构域融合的重组蛋白的一步纯化与固定化。作为概念验证，我们选用了具有乳制品应用相关性的两歧双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum）来源的 β-半乳糖苷酶。嵌合酶 BbgII-SlpA 在大肠杆菌（Escherichia coli）中表达，并通过 SlpA 结构域从粗裂解液中捕获到经戊二醛灭活的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）细胞表面。其结合特性表现为解离常数（Kd）为 16.2 μM，最大结合容量（Bmax）为 144 μmol/g。所得 CBE 生物催化剂对 ONPG 和乳糖的最适活性 pH 均为 6.0，且较游离酶具有更宽的 pH 适用范围。其最适温度分别为：针对 ONPG 为 60 °C，针对乳糖为 50 °C；在 45 °C 下作用 390 min 后，CBE 仍保留超过 80% 的活性，而游离酶仅保留 20%。其催化效率（kcat/Km）对 ONPG 为 2.62 × 10^6 M^-1·s^-1，对乳糖为 4.40 × 10^2 M^-1·s^-1。此外，CBE 对 Ca2+ 和 Fe2+ 等阳离子表现出更高的耐受性。这些结果表明，CBE 平台为制备高纯度固定化酶提供了一种具有成本效益的替代方案，可应用于多种工业生物过程。

工业酶的纯化通常依赖于成本高昂的多步骤色谱流程。为解决这一问题，我们开发了一种称为包被型细菌酶（Coated Bacterial Enzymes, CBEs）的新型平台，该平台可实现与 SlpA 细胞壁结合结构域融合的重组蛋白的一步纯化与固定化。作为概念验证，我们选用了具有乳制品相关性的两歧双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum）来源的 β-半乳糖苷酶。嵌合酶 BbgII-SlpA 在大肠杆菌（Escherichia coli）中表达，并通过 SlpA 结构域从粗裂解液中捕获到经戊二醛灭活的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）细胞表面。其结合特性表现为解离常数（Kd）16.2 µM，最大结合容量（Bmax）144 µmol/g。所得 CBE 生物催化剂在以 ONPG 和乳糖为底物时的最适 pH 均为 6.0，且较游离酶表现出更宽的 pH 适用范围。其最适温度在以 ONPG 为底物时为 60 °C，在以乳糖为底物时为 50 °C；与游离酶仅保留 20% 活性相比，CBE 在 45 °C 下处理 390 min 后仍保留 >80% 的活性。其催化效率（kcat/Km）为 2.62 ×10

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.08.735634v1?rss=1

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