基于理性设计提高枯草芽孢杆菌角蛋白酶的热稳定性

摘要：

角蛋白酶KerZ1在其最适反应温度60℃下能够有效地催化水解羽毛角蛋白废物,但热稳定性较差.以KerZ1为研究对象,利用蛋白的理性设计来提高其热稳定性.首先,通过分子动力学模拟软件AMBER16以及HotSpot Wizard服务器的B-factor分析预测出KerZ1中对热敏感的柔性环区域;然后,结合 β-转角残基的统计分析将引入位置的原有残基替换为保守性较高的氨基酸.结果表明,突变体酶A128D的失活半衰期(t12)和半失活温度(T50)较KerZ1提高了12.32 min和5.8℃.同时,突变体的动力学参数(kcat/Km)表征结果显示,其催化效率未受到显著影响.另外,分析突变位点以及周围氨基酸残基的分布,结果表明突变体酶A128D的表面亲水性增加可能是提高其热稳定性的主要原因.该研究通过理性设计柔性环区域提高了角蛋白酶的热稳定性,为推动角蛋白酶的工业化应用奠定了基础.

关键词：角蛋白酶;热稳定性;理性设计;B-factor;分子动力学模拟;β-转角

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资助基金："十三五"国家重点研发计划项目2017YFB0308401

在线出版日期：2021-10-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：50-56