理性设计提高乙醇脱氢酶LbADH的催化活性

作者：王加丽; 杨怡; 瞿旭东乙醇脱氢酶分子模拟酶活力动力学疏水作用理性设计

摘要：来源于革兰氏阳性短乳杆菌Lactobacillus brevis ATCC 367的乙醇脱氢酶LbADH是催化手性醇的模式酶,以四聚体的形式发挥催化活性.本研究通过计算机分子模拟进行理性设计,确定并设计LbADH中与单体间疏水相互作用及盐桥键形成相关的关键位点,通过定点突变在原始序列中引入相应的氨基酸,以改变单体间的结合能力,定向调节其催化活性和热稳定性.研究获得一个疏水突变体LbADH F146L,其在37℃下的酶活力为野生酶的8.5倍,在50℃下的酶活力为野生酶的5.6倍;其动力学参数Kcat/Km(1.99×106 L·mol-1·s-1)为野生酶(1.40×104 L·mol-1·s-1)的142倍,表明其催化效率明显提高.该研究结果表明,通过将LbADH中146位的苯丙氨酸(F146)突变为亮氨酸(L)增大疏水作用可以提高其催化活性.

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