2025年中國高校國際青年學(xué)者論壇
首頁 > 科研動態(tài)
關(guān)注我們
學(xué)術(shù)橋-訂閱號
學(xué)術(shù)橋-小程序
高效低溫脂肪酶計(jì)算設(shè)計(jì)與理性改造獲進(jìn)展

  

  來源于嗜冷生物的低溫酶是自然界中高度進(jìn)化的酶類之一。通常,在室溫及以下溫度,低溫酶比中溫或嗜熱同源酶具有更高的催化效率,但對熱敏感、易失去活性。因此,在保持低溫酶冷適應(yīng)特性的同時,通過理性設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高低溫酶催化性能、擴(kuò)大低溫酶溫度適應(yīng)范圍具有重要意義。然而,揭示低溫酶的溫度適應(yīng)性機(jī)制仍是酶學(xué)研究領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。

  中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員盛翔帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),聯(lián)合瑞典烏普薩拉大學(xué)教授Johan ?qvist團(tuán)隊(duì),以一組序列高度同源、三維結(jié)構(gòu)幾乎一致的低溫脂肪酶(pLipA)和中溫脂肪酶(mLipA)為研究對象,采用經(jīng)驗(yàn)價鍵理論/分子動力學(xué)模擬等計(jì)算模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法,探討了不同溫度下兩種脂肪酶催化機(jī)理,闡明了低溫脂肪酶溫度、能量與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,確定了活性中心氨基酸殘基是pLipA實(shí)現(xiàn)冷適應(yīng)的核心結(jié)構(gòu)因素,并獲得了在整個溫度范圍內(nèi)的活性均提高的單點(diǎn)突變體mLipA-I12M。

  進(jìn)一步,該研究采用高溫下破壞低溫脂肪酶非活性狀態(tài)的構(gòu)象穩(wěn)定性策略(通過構(gòu)建活性中心遠(yuǎn)端殘基的離子相互作用),穩(wěn)定了催化三聯(lián)體具有催化活性的構(gòu)象,構(gòu)建了pLipA的最適反應(yīng)溫度提高、活性增強(qiáng)的突變體3mut。

  上述研究揭示了低溫脂肪酶的冷適應(yīng)機(jī)制,開展了蛋白的理性改造,實(shí)現(xiàn)了低溫脂肪酶和中溫脂肪酶在寬溫域高活性的創(chuàng)制,為其他低溫酶的理性設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。

脂肪酶突變體的理性改造

 

延伸閱讀
特別聲明:本文轉(zhuǎn)載僅僅是出于傳播信息的需要,并不意味著代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性。
如果作者不希望被轉(zhuǎn)載,請與我們聯(lián)系。
掃碼關(guān)注學(xué)術(shù)橋
關(guān)注人才和科研