以蛋白質工程開發新穎酵素於高尿酸檢測及降解藥物

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2020年
科別
生物化學
得獎情形
二等獎
學校名稱
臺北市立第一女子高級中學
指導老師
許名智;徐駿森
作者
許庭瑄
關鍵字
尿酸氧化酶、尿酸降解、蛋白質工程

摘要或動機

尿酸氧化酶參與嘌呤代謝,然人類尿酸氧化酶基因已退化,易使過量尿酸沉積於關節造成痛風,近年來微生物源尿酸氧化酶之酵素工程改良,逐漸被應用於尿酸檢測與降解藥物,因此具極高研發價值。 本研究針對微生物源尿酸氧化酶進行基因體探勘,篩選出抗輻射奇異球菌(Deinococcus radiodurans)及耐熱雙球桿菌(Thermobispora bispora)源尿酸氧化酶基因,以蛋白質異源表現與金屬螯合層析法純化取得重組尿酸氧化酶,進行酵素動力學、熱穩定分析、結構解析、金屬離子耐受性分析與尿酸檢測應用。在最佳反應條件下,抗輻射奇異球菌源酵素於30 ℃之Km與Kcat為679.03 μM, 30.33 s-1;耐熱雙球桿菌源酵素於70 ℃之Km與Kcat為191.31 μM, 12.85 s-1。此外,我們已解析耐熱雙球桿菌源尿酸氧化酶結構,發現其羧基端之特異性構型可能與熱穩定性有關。本研究以此兩種尿酸氧化酶為酵素工程改良標的,盼未來能研發作為快速篩檢與臨床治療之生物替代藥物。


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