高压模拟理性改造提高RML脂肪酶热稳定性研究

"基于高压模拟理性改造空腔提高RML脂肪酶热稳定性" 本文主要探讨了如何通过高压模拟和理性设计来提升米黑根毛霉脂肪酶(RML Lipase)的热稳定性，这是一种在工业领域有广泛应用价值的酶。研究者在六个不同的压力梯度（1Bar, 100Bar, 500Bar, 1000Bar, 2000Bar, 4000Bar）下进行了分子动力学模拟，以观察压力变化对酶结构稳定性的影响。通过分析模拟轨迹，他们选取了四个具有代表性的构象进行空腔识别和计算。 在识别出可能影响稳定性的空腔氨基酸之后，研究人员采用了虚拟饱和突变，利用FoldXsuite5.0和Rosetta3.10软件进行自由能计算，从而筛选出五个具有潜在提升热稳定性的突变体：Y20F，T21V，S24A，T149I和T198V。这些突变体是根据其自由能变化预测其可能对酶结构稳定性的影响。 进一步，研究者基于分子动力学模拟技术深入分析了这些突变对酶结构的原子级影响，并通过基因工程技术将这些突变引入到酶的编码基因中，诱导表达出突变酶。实验结果显示，T21V和T149I的热稳定性提高了50%，T198V的稳定性提高了40%，而S24A和Y20F的稳定性则降低了。 这项研究的独特之处在于它采用高压环境作为研究工具，选择空腔氨基酸并利用自由能变化作为筛选突变体的标准。这种方法为蛋白质稳定性的理性设计提供了新的策略。关键词包括空腔、高压、分子动力学模拟、理性设计以及稳定性，表明研究的核心集中在蛋白质工程和生物技术的应用上。 此研究受到多项基金项目的资助，包括国家轻工技术与工程一流学科自主课题、江苏省青蓝工程、江南大学自主科研重点项目以及江苏省自然科学基金面上项目。作者团队由吕祥、朱彩林、王南、夏小乐和吴剑荣组成，其中吴剑荣副教授是通信联系人，他的主要研究方向是糖生物制造。