Биохимические свойства и выходы различных бактериальных лакказоподобных многомедных оксидаз, экспрессированных в Escherichia coli

Лакказы представляют собой многомедные оксидазы, окисляющие широкий спектр субстратов с использованием молекулярного кислорода без необходимости регенерации кофактора. Эти ферменты обладают значительным потенциалом для устойчивого синтеза тонких химических продуктов и модификации (био)полимеров. В настоящей работе описаны клонирование и экспрессия пяти новых бактериальных лакказоподобных многомедных оксидаз (LMCO) различного происхождения, идентифицированных с помощью поиска гомологий в онлайн-базах данных. Выходы активности в различных условиях экспрессии и температурную стабильность сравнивали с показателями трех ранее описанных ферментов из Bacillus subtilis, Bacillus pumilus и Bacillus clausii. Почти во всех случаях переход к условиям роста с ограниченным содержанием кислорода после индукции значительно повышал объемную активность. Для белков с предсказанными сигнальными пептидами секреции исследовали рекомбинантную экспрессию с сигнальной последовательностью и без нее. LMCO типа CotA из рода Bacillus превосходили ферменты из Streptomyces и грамотрицательных бактерий по выходу активности в Escherichia coli и биохимическим свойствам, значимым для практического применения. Новая LMCO из Bacillus coagulans сочетала высокий выход активности в E. coli с беспрецедентной активностью при сильно щелочном pH и высокой стабильностью при хранении, что делает ее перспективным кандидатом для дальнейшей разработки.