前列腺素是一组生理活性脂质化合物,称为类二十烷酸,在动物体中具有多种激素性作用。前列腺素E1(Prostaglandin E1,PGE1)又名前列地尔,广泛存在于哺乳动物体内,为前列腺素家族中的一员,是一种公认的内源性生理活性物质,具有扩张血管、抑制血小板聚集、抑制胃酸分泌、刺激肠道及子宫平滑肌等药理作用。目前,PGE1的主要合成方法是利用活体上分离的前列腺素合成酶COX-1和mPGES-1与二高-γ-亚麻酸(Dohomo-γ-Linolenic Acid,DGLA)反应合成PGE1,此方法所需鲜酶量比较大,而且容易造成反应体系污染和原材料浪费等问题。因此,对前列腺素合成酶COX-1和mPGES-1的表达研究具有一定的社会效益和经济效益。本研究以前列腺素合成酶相关基因COX-1和mPGES-1作为研究对象,构建pET-28a-COX-1/mPGES-1表达载体;使用大肠杆菌BL21(DE3)作为表达载体的宿主表达基因工程酶COX-1和mPGES-1;利用高效液相色谱法和质谱法鉴定基因工程酶COX-1和mPGES-1与DGLA反应结果来验证酶的活性,研究各种反应条件对酶活性的影响,确定COX-1和mPGES-1酶催化DGLA合成PGE1的转化率。结果显示:利用双酶切和基因测序手段鉴定重组菌株BL21(DE3)-pET-28a-COX-1/mPGES-1成功构建;SDS-PAGE结果显示大肠杆菌的上清中成功表达出COX-1和mPGES-1,并优化了诱导表达条件;Western Blot结果显示组氨酸标签抗体对上清中的重组蛋白COX-1和mPGES-1具有特异性,表明COX-1和mPGES-1蛋白得到活性表达;通过高效液相色谱法和质谱法鉴定酶促反应成功合成PGE1,确定COX-1和mPGES-1具有活性;最佳的酶促反应条件:pH为7.8、EDTA-2Na浓度为6～10μmol/mL和反应温度为37℃;计算出合成的PGE1的浓度为0.15199 mg/mL,转化率为1.49329%。本研究成功表达出了有活性的基因工程酶COX-1和mPGES-1,并合成出PGE1,为PGE1的合成开辟了一条新的路径,在蛋白表达和药品生产方面具有一定价值。