基于长链底物亲和的脂肪酶MAS1理性设计改造

作     者：唐秀云 王嘉伟 张建国 缪雨露 赵玥 高蓓 张鲁嘉 TANG Xiuyun;WANG Jiawei;ZHANG Jianguo;MIAO Yulu;ZHAO Yue;GAO Bei;ZHANG Lujia

作者机构：华东理工大学生物工程学院生物反应器工程国家重点实验室上海200237 上海理工大学健康科学与工程学院上海200093 华东师范大学化学与分子工程学院上海分子治疗与新药创制工程技术研究中心上海200241 纽约大学(上海)理论与计算化学联合中心上海200122 

基　　金：国家重点研发计划(2020YFA0908400) 国家自然科学基金(31772007,U1805235) 上海市自然科学基金(21ZR1416500) 纽约大学全球种子基金 纽约大学-华东师范大学计算化学中心(ECNU创新001公众平台) 

出 版 物：《华东理工大学学报（自然科学版）》 (Journal of East China University of Science and Technology)

年 卷 期：2023年第49卷第4期

页      码：529-535页

摘      要：探讨了脂肪酶MAS1对长链底物4-硝基苯酚豆蔻肉酸酯(pNP-C14)催化的最适温度、最适pH、pH稳定性,并通过分子动力学模拟计算得出结合自由能,然后根据结合自由能的差值初步筛选出了G145W及T141L两个单点突变体。实验表明,与野生型MAS1相比,结合自由能降低显著的突变体G145W的米氏常数(Km)减小了11%,催化常数(kcat)与Km的比值(kcat/Km)为野生型MAS1的1.29倍,突变体G145W对长链底物的亲和能力和催化效率均有提高;而结合自由能降低较小的突变体T141L的Km值增大了22%,kcat/Km为野生型MAS1的0.88倍,说明酶与底物分子结合自由能的降低并非准确的突变筛选标准。通过分子力学/广义波恩表面积(MM/GBSA)残基拆解分析得出:残基T38、F39、L149、F153、V202、V233对脂肪酶活性口袋与长链底物结合的稳定性贡献较其他残基大;残基T38、G40、N41、N45和T237对提高长链底物的亲和能力具有重要贡献,预测为热点残基,其结合自由能的降低可以作为突变筛选的参考标准。

主 题 词：脂肪酶MAS1 长链底物 动力学 MM/GBSA 热点残基 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 071010[071010] 081704[081704] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 

D　O　I：10.14135/j.cnki.1006-3080.20220328001

馆 藏 号：203123366...