基于保护剂筛选及优化策略提高苯丙氨酸羟化酶热稳定性

叶双双，周丽，周哲敏

(江南大学 生物工程学院，工业生物技术教育部重点实验室，江苏 无锡，214122)



基于保护剂筛选及优化策略提高苯丙氨酸羟化酶热稳定性

叶双双，周丽，周哲敏*

(江南大学 生物工程学院，工业生物技术教育部重点实验室，江苏 无锡，214122)

摘要苯丙氨酸羟化酶(Phenylalanine hydroxylase，PAH)具有治疗苯丙酮尿症(phenylketonuria, PKU)的潜在药用价值，而热稳定性和储存稳定性差是限制其应用的重要因素。文中考察了多种保护剂对PAH热稳定性的影响，表明添加10%的甘油可将PAH在50 ℃处理10 min的酶活保留率提高3.1倍，达到 (98.3±0.8)%，同时海藻糖、棉籽糖和甘露醇均能将PAH酶活保留率提高到78%以上。鉴于甘油在临床应用过程中可能出现不良反应，对后3种保护剂进行正交实验，获得最佳复合保护剂组合：2.5 mmol/L甘露醇、1 mmol/L 棉籽糖和1.5 mmol/L 海藻糖，可将50 ℃酶活保留率提高3.1倍，达到 (99.3±1.2)%。10%甘油和复合保护剂均能显著提高PAH在4、20、37 ℃的储存稳定性，其中添加10%甘油或复合保护剂使得PAH在37 ℃下储存半衰期分别延长到129.9 h和237.5 h，比未添加保护剂的分别提高了1.9倍和4.3倍。该结果为PAH在医药领域的应用奠定了基础。

关键词苯丙氨酸羟化酶(Phenylalanine hydroxylase，PAH)；保护剂；稳定性

苯丙氨酸羟化酶(Phenylalanine hydroxylase, PAH, EC 1.14.16.1)主要功能是催化苯丙氨酸羟化反应生成酪氨酸。人体内PAH基因突变导致该酶的活性降低或丧失，苯丙氨酸代谢紊乱，最终形成苯丙酮尿症(phenylketonuria, PKU)[1-2]。目前该疾病患者只能通过摄入低苯丙氨酸或不含苯丙氨酸的配方食品或低蛋白食物[3]来控制疾病。但是这种治疗方法会导致患者微量元素缺乏、脂肪酸缺乏和低胆固醇血症等[4]。……