【摘 要】
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功能酶被广泛应用于食品、化工、医药等领域,但却容易受高温环境限制,导致催化效率降低.以分子改造为目的的蛋白质工程技术是解决这一问题的关键环节,其能够对酶结构和功能进行改造,获得热稳定性好的工业酶.传统的定向进化方法只能依靠随机突变进行人工筛选,具有效率低、针对性差等缺点;理性设计作为酶热稳定性改造的主要方法,可借助各种计算机程序和软件预测潜在突变位点,但其要求对酶的催化机制、热稳定性机制有深入了解.对于大多数天然酶而言,酶的序列和晶体结构是最容易获取的信息,也是预测功能的重要基础.从酶的序列和晶体结构入手
【机 构】
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中国农业大学食品科学与营养工程学院 北京 100083;中国农业大学烟台研究院 烟台 264670;中国农业大学食品科学与营养工程学院 北京 100083;农业农村部转基因生物安全评价重点实验室 北京
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功能酶被广泛应用于食品、化工、医药等领域,但却容易受高温环境限制,导致催化效率降低.以分子改造为目的的蛋白质工程技术是解决这一问题的关键环节,其能够对酶结构和功能进行改造,获得热稳定性好的工业酶.传统的定向进化方法只能依靠随机突变进行人工筛选,具有效率低、针对性差等缺点;理性设计作为酶热稳定性改造的主要方法,可借助各种计算机程序和软件预测潜在突变位点,但其要求对酶的催化机制、热稳定性机制有深入了解.对于大多数天然酶而言,酶的序列和晶体结构是最容易获取的信息,也是预测功能的重要基础.从酶的序列和晶体结构入手,重点介绍了共识突变、基于序列偏好性的突变、截短柔性区域、优化分子内相互作用力、刚化催化活性区域及计算机辅助筛选柔性位点等常用策略,这些策略具有筛选效率高、改造准确性高、实用性强等优点.结合多种酶的热稳定性改造案例进行分析,旨在为不同酶的改造策略选择提供有效参考,同时也为工业酶的耐热性研究提供理论支持.
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