摘要
来自奇异变形杆菌的脂肪酶(Proteus mirabilis lipase,PML)具有较好的有机溶剂耐受性,在生产生物柴油等领域有广泛的应用潜力.然而,其热稳定性仍有待提高以更好地适应工业生产.近年来,基于计算机辅助的多种计算设计策略的发展为酶的热稳定性改造提供了更多的思路.文中首先选择了 3种基于互补算法的软件ABACUS、PROSS以及FoldX为正筛对PML进行计算设计,选择其两两交集,利用PSSM序列保守性分析和GREMLIN共进化分析两种负筛进一步缩小突变文库,得到18个单点突变设计.经实验验证,有7个Tm提高的突变体,其中K208G和G206D的ΔTm最高,分别为3.75℃和3.21℃.选择其中5个酶活高于野生型的突变体利用贪婪累积策略进行组合,最终五点组合突变体M10的Tm提高了 10.63℃,相对酶活为野生型的140％.组合过程中K208G和G206D展现出了 一定的上位性,为M10热稳定性的提高作出了主要贡献.分子动力学模拟表明在突变位点及附近区域有新的作用力产生,G206D/K208G附近作用力的重排可能稳定了对PML稳定性有关键作用的Ca2+结合位点.本研究为天然酶的热稳定性改造提供了高效且兼顾用户友好性的计算设计方案,并为PML的改造及其工业应用的拓展奠定了基础.
基金项目
国家自然科学基金(31800671)
中央高校基本科研业务费专项资金(JUSRP121014)
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