碱性脂肪酶热稳定性的生物信息学分析及定点突变

由于世界能源危机，洗涤过程趋向于低温化，但从自然界筛选的低温碱性脂肪酶通常热稳定性差，导致酶极易失去活性。本项目拟以具有独立知识产权的圆弧青霉PG37碱性脂肪酶为研究对象，采用生物信息学并结合基因定点突变以提高该酶的热稳定性。首先从Swiss-Prot等蛋白质数据库中收集脂肪酶序列，比对它们的相似性并加以分类，收集PG37脂肪酶所在类酶的最高耐热温度；随后采用计算分子生物学找出与热稳定性显著相关的氨基酸和氨基酸二联体；最后根据PDB蛋白质结构数据库中收集的已测得晶体结构的相关脂肪酶氨基酸坐标，确定与热稳定性呈正相关性的氨基酸二联体在蛋白质三维结构中的位置。在上述生物信息学分析的基础上，对PG37碱性脂肪酶进行定点突变，筛选出低温热稳定性碱性脂肪酶基因并在毕赤酵母中进行高效表达。本研究工作有望在碱性脂肪酶分子定向改造领域进入国际先进行列，为制备高活性低温热稳定性碱性脂肪酶提供新的途径。