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腺苷酸激酶(Adenylate kinase,简称AK,EC 2.7.4.3)存在于所有的从细菌、古细菌到哺乳动物的生物体中,尤其是在需要高水平ATP合成和利用的细胞中大量存在。腺苷酸激酶催化可逆反应:ADP + Mg2+ADP?AMP + Mg2+ATP,因此腺苷酸激酶的主要功能是基于该催化反应的基础上调节能量代谢和维持细胞内核苷酸水平。ATP是生物体内能量的主要来源,在细胞内广泛的存在,无论是细胞核,细胞质以及线粒体等,参与了生物体的运动、营养和代谢物质的转运、生理信号的传递以及各种生物合成活动。ATP作为生物药物应用于临床、科研、生产等方面,在食品行业,ATP还可以用作螯合剂,并显示了越来越重要的作用。在工业发酵生产ATP的生产工程菌的选育研究中,通过筛选一定的耐热的且具有高活性的腺苷酸激酶是获得工业微生物生产三磷酸腺苷产量的一个有效的途径。极端嗜热菌是一类耐高温的微生物,它们的理想生长温度在80℃和110℃之间。Thermus thermophilus是一种极端嗜热的、好氧性的、棒状的革兰氏阴性菌,其生长温度能够达到85℃,具有75℃的最适生长温度。2004年,Anke Henne等测出了极端嗜热菌Thermus thermophilus HB27的基因序列,这为我们提供了一个新的蛋白资源。通过研究极端嗜热菌腺苷酸激酶的性质和结构,不仅有助于理解嗜热蛋白的耐热机制,也有助于我们新型工业用酶的开发,为构建耐热高效的工程菌提供理论依据。工业用酶的热不稳定性是严重阻碍酶产品开发应用的瓶颈,极端嗜热菌来源的AK由于具有较好的热稳定性,也有望成为有效的工业酶。为获得具有热稳定性的腺苷酸激酶,本文从极端嗜热菌Thermus thermophilus HB27基因组中扩增出腺苷酸激酶(AK)基因(ak),构建了重组质粒,并在Escherichia coli BL21(DE3)中进行了成功表达,目的蛋白表达量为0.0765 mg/mL发酵液。经热处理纯化后研究了重组腺苷酸激酶催化生成ATP方向反应的酶学性质,研究结果得到最适pH为8.5,最适反应温度为90℃。在80℃条件下AK对底物ADP的Km为1.02 mmol/L和Vmax为0.16 mmol/(L.min)。在80℃的酶比活达到440 U/mg。同时报道了腺苷酸激酶的特异性抑制剂AP5A对其的抑制效率和类型。结果表明AP5A对腺苷酸激酶的抑制作用是浓度依赖性的竞争性抑制,抑制常数为46.39μmol/L。通过在大肠杆菌中成功表达腺苷酸激酶以及酶学性质的研究,为极端嗜热酶的下一步应用奠定了一定的基础。