54576-84-0
中文名稱
核酸酶 P1
英文名稱
MUNG BEAN NUCLEASE
CAS
54576-84-0
分子式
NULL
更新日期
2023/07/28 10:49:54
基本信息
中文別名
通用核酸酶核酸酶 P1
NUCLEASE核酸酶
核酸酶P1 來源于桔青霉菌
核酸酶P 10,FROM PENICILLIUM CITRINUM
英文別名
BENZONASENUCLEASE
BENZONASE NUCLEASE
NUCLEASE S1
S1 NUCLEASE
NUCLEASE R
Nuclease P
EC 3.1.30.2
EC 3.1.30.1
NUCLEASE P1
所屬類別
生物化工：酶及輔酶類常見問題列表
核酸酶
核酸酶P1(Nuclease P1，EC3．1．30．1)，又名5'-磷酸二酯酶，是一種含鋅的金屬酶，核酸酶P1能夠水解RNA和熱變性DNA得到5'-核苷酸，廣泛運用于核苷酸工業(yè)生產(chǎn)中，是具有重要應(yīng)用價值的酶制劑。核苷酸是生物體內(nèi)重要的低分子化合物，具有許多生理功能，目前，隨著在嬰幼兒奶粉及保健品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，核苷酸市場變得越來越大。核酸酶P1在核苷酸工業(yè)化生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用。
分子結(jié)構(gòu)
核酸酶P1的分子量約為44KD，由331個氨基酸多肽單鏈構(gòu)成，含有2個二硫鍵，并含有3個鋅原子，酶分子含17.4%的碳水化合物。核酸酶P1的活性中心存在的一個三鋅結(jié)構(gòu)，Zn1~Zn3大約相距0.32 nm，Zn2~Zn1相距0.58 nm，Zn2~Zn3相距0.47 nm；兩個水分子(W2和W3)吸附在Zn2上，一個水分子(W1)搭橋于Zn1和Zn3之間。研究認為W2在催化過程中可能起親核試劑的作用。C. Romier等人利用底物結(jié)構(gòu)類似物結(jié)合核酸酶，獲得高分辨率的核酸酶x-射線晶體(0.18 nm)。其結(jié)構(gòu)分析表明，核酸酶P1有兩個口袋樣的結(jié)構(gòu)，可能是兩個對單核苷酸的吸附或識別位點。其中一個位點（Phe位點）靠近三鋅活性中心，主要是依靠Phe61和腺苷酸之間的相互作用。在這個吸附位點底部,Asp63的羧基可能與腺苷酸的N1以及6-NH2形成氫鍵。第二個識別位點為Tyr位點，在這個位點中，腺苷酸象三明治一樣被夾在Tyr144和Tyr155之間，位點底部的Asp146和腺苷酸可能形成氫鍵。三鋅活性中心處于其中一種口袋模樣結(jié)構(gòu)的附近，由于該結(jié)構(gòu)只允許單鏈的RNA或DNA進入，所以核酸酶P1只能催化單鏈的核酸。研究還表明，每個識別結(jié)構(gòu)底部的Asp與腺苷酸形成的氫鍵可能與核酸酶P1的最適pH值有關(guān)，即pH值的大小直接與氫鍵形成的多少以及牢固程度有關(guān)系。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)推測核酸酶P1的催化機理可能為：在Zn1和Zn3之間水分子的-OH經(jīng)過Asp45激活后攻擊單鏈核酸的P-O3′鍵，從而與O3R′發(fā)生親核取代，Zn2對劈分下來的O3′起到穩(wěn)定作用，多余的負電荷則被Arg48中和。應(yīng)用
核酸酶P1是一種含鋅的金屬酶，能夠水解RNA和熱變性DNA得到5'-核苷酸，廣泛運用于核苷酸工業(yè)生產(chǎn)中，是具有重要應(yīng)用價值的酶制劑。催化特性
核酸酶P1是一種磷酸二酯酶，只切割單鏈DNA或RNA,而對堿基對沒有特異性。實際上，該酶具有兩種酶的活性，一是磷酸二酯酶活性，作用于RNA或DNA單鏈中的3', 5'--磷酸二酯鍵，生成5'-核苷酸；二是3'-磷酸單酯酶活性，分解單核苷酸或寡聚核苷酸中的3′-磷酸單酯鍵。但是也有報道低濃度核酸酶對某些核苷酸序列有一定的嗜好性。影響核酸酶P1催化活性的因素很多，主要有溫度、pH值、金屬離子和一些有機試劑。生產(chǎn)方法
核酸酶P1的生產(chǎn)方法主要有3種：固體發(fā)酵法、深層液態(tài)發(fā)酵法以及固定化液體發(fā)酵法。固體發(fā)酵(solid-state fermentation,SSF)操作簡單，成本低，利用麩皮等農(nóng)作物為原料，也能夠得到較高酶活的粗酶液。但是由于這些農(nóng)產(chǎn)品成分非常復(fù)雜，因而，要想獲得純的核酸酶P1較為困難和繁瑣。
深層液態(tài)發(fā)酵法利用現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)，通過裝在發(fā)酵罐中的各種感應(yīng)器，可以較好的控制發(fā)酵過程，其原料的配比也比較明確。通常的液體發(fā)酵主要工藝條件為:合成液體培養(yǎng)基，通風(fēng)1∶0.4,發(fā)酵溫度30℃，培養(yǎng)時間為50~70 h。不同生產(chǎn)廠家的工藝條件依據(jù)本身使用的菌種和設(shè)備有所調(diào)整。總體來說，液態(tài)發(fā)酵的菌絲體和發(fā)酵液較易分離，是目前國內(nèi)外生產(chǎn)核酸酶P1粗酶液的主要方法，廣泛運用于核苷酸發(fā)酵中。