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基于理性设计的碱性蛋白酶AprEbl热稳定性改造及其潜在机制分析

Thermal Stability Improvement of Alkaline Protease AprEbl by Rational Design and Its Potential Mechanism

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摘要为获得耐高温、催化活性更好的碱性蛋白酶,本研究以来源于地衣芽孢杆菌B66的碱性蛋白酶AprEbl为研究对象,通过分子动力学模拟分析发现,AprEbl的N183、G186、S265、S267、Y320位点具有较高的柔性.采用计算机辅助设计突变位点,通过定点突变技术完成5 个单点突变体酶的表达并研究其酶学特性,然后挑选出2 个优势突变体进行第二轮的组合突变.结果显示,经过两轮突变获得了1 个热稳定性大幅提升且比活力与野生型基本持平的突变体S265H/S267F,该组合突变体在55℃和75℃条件下的半衰期分别提高了6.35 倍和4.01 倍,其余单点突变体在高温条件下的耐受性也比野生型更好.本研究借助生物信息学手法探索了碱性蛋白酶结构与功能的关系,构建了稳定性和催化效率更高的碱性蛋白酶突变体,可为利用蛋白质工程技术改善碱性蛋白酶的酶学性质以满足工业需求提供理论基础.

作者罗雅妮 ^[1] 胡刘秀 ^[2] 刘志钰 ^[3] 高旭丽 ^[1] 陈宇 ^[4] 吴传超 ^[4] 刘艳 ^[4] 学术成果认领

作者单位安徽工程大学生物与食品工程学院,安徽芜湖 241000 ^[1] 安徽张恒春药业股份有限公司,安徽芜湖 241007 ^[2] 临沂职业技术学院生态环保系,山东临沂 276000 ^[3] 安徽工程大学生物与食品工程学院,安徽芜湖 241000;安徽省工业微生物分子育种工程实验室,安徽芜湖 241000 ^[4]

关键词碱性蛋白酶理性设计 B因子定点突变热稳定性 alkaline protease rational design B-factor site-specific mutation thermal stability

分类号 TS201.25

栏目名称

生物工程

DOI 10.7506/spkx1002-6630-20241129-208

发布时间 2025-06-24

基金项目

国家自然科学基金（32372295）；安徽省高校杰出青年科研项目（2023AH020013）；安徽省高校优秀青年研究项目（2023AH020013）；安徽省大学生创新创业计划项目（202310363254）