Chemical Engineering Journal:报道华东理工年夜学在酶工程偏向最新研讨结果

起源：华东理工年夜学 2021-09-08 08:28

近日， 华东理工年夜学生物反馈器工程国度重点试验室李志敏传授课题组在酶工程偏向取得新停顿，无关结果在Chemical Engineering Journal以“Iterativeconformational dynamics-guided protein engineering reshapes biocatalystpropertie

近日， 华东理工年夜学生物反馈器工程国度重点试验室李志敏传授课题组在酶工程偏向取得新停顿，无关结果在Chemical Engineering Journal以“Iterativeconformational dynamics-guided protein engineering reshapes biocatalystproperties for efficient and cost-effective cytidine 5公众-monophosphateproduction” 为题进行了报道。

基于分子-构象能源学模拟的虚构挑选联合湿法试验是得到目的卵白质的一种有吸引力的办法。然而，传统的构象能源学能够无奈最年夜水平地挑选影响酶性能的症结残基，招致卵白质改革胜利率低。为了得到尽能够多且靠得住性高的症结残基，作者提出了一种迭代构象能源学阐发（ICDA）战略。ICDA不仅思索温度对卵白整体的影响，并且还联合残基之间互相作用，可进步渐变文库质量。

作者后期构建了嗜极酶耦联临盆胞苷酸系统（Li et al. J. Agr. FoodChem. 2020），基于该系统验证了ICDA办法。通过多代丙氨酸扫描和能源学模拟，疾速确定了系统中胞苷激酶的24个焦点残基。在模拟成果的指导下，进一步选择了5个残基进行深化阐发，获得2个症结残基（A220和A248）和15个渐变，并通过试验和盘算评价一切渐变体。此中A220L变体催化底物胞苷的活性添加了7.3倍，A248S的kcat/Km添加了3.5倍。两个变体均可替换家养型胞苷激酶，通过嗜极酶耦联系统在5小时内将400 mM胞苷完整转化为胞苷酸，均匀临盆速度较原始程度进步了4倍。

为了证实ICDA的广泛实用性，作者还研讨了耦联系统中的多聚磷酸激酶，通过对多聚磷酸激酶执行ICDA阐发，疾速确定了17个症结残基，并选择此中三个残基（E40、V72和A98）进行饱和渐变，获得57个渐变体。选择10个均方根动摇产生显着变动的多聚磷酸激酶渐变体用于全细胞催化试验。成果标明，V72T变体可催化三聚磷酸盐和ADP天生ATP的反馈。使用多聚磷酸激酶变体与胞苷激酶变体耦联，不仅进步了胞苷酸的临盆效率，并且下降了本钱。这些成果无力地支持了ICDA办法的实用性。相关研讨成果均已申请专利（专利申请号202110403969.3和202110404992.4）。(100yiyao.com）

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