柯野;杨家臣;屈奇奇;袁小枚;黄镜如

韶关学院英东生物与农业学院

Streptomyces sp. DJ菌株;全基因组测序;角蛋白酶;序列分析;

【目的】解析Streptomyces sp. DJ菌株编码的3种角蛋白酶的氨基酸序列、二级结构、三级结构及其功能的关系。【方法】基于DJ菌株全基因组测序结果,利用Bio-edit、DNAMAN、Discovery Studio2.5等软件、https://swissmodel.expasy.org/等网站对其3种角蛋白酶的序列和结构进行了分析和预测。【结果】DJ菌株胞外分泌3种角蛋白酶（K1、K2和K3）均属于S8家族的丝氨酸蛋白酶,信号肽、前导肽和成熟肽在氨基酸残基的组成、极性和长度等方面较一致。3种酶均能以5WSL.1.A为模板进行同源建模,每种酶的3-D结构中均含有6个α螺旋、2个3₁₀ α螺旋和15个β折叠的二级结构;其中K1酶含有2个二硫键,1Ca和2Ca位点,K2和K3各有1个二硫键,1Ca位点;3种酶的Pro270残基位于loop环,而仅有K2的Pro242残基位于loop环中。3种酶底物结合区域主要由疏水性残基构成,偏向于疏水性强的底物。3种酶的底物结合区域比较而言,S1和S2对底物特异性起关键作用;由于3种酶的S1和S2中重要位点残基的不保守性,使其底物特异性具有差异。【结论】DJ菌株中3种角蛋白酶在氨基酸、二硫键、脯氨酸和钙结合等的不同致使酶稳定性的不同;并且由于其表面电荷分布、底物结合区域的差异构成对羽毛水解位点的互补性,这可能是DJ菌株高效降解羽毛的重要原因。