《同源模建結合分子對接指導的新酶發現策略》是依託山西大學，由李彬春擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：同源模建結合分子對接指導的新酶發現策略
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李彬春
- 依託單位：山西大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用生物催化技術改造或取代傳統化工工藝已成為化學工業可持續發展的必然趨勢。開發催化活性高、專一性強以及穩定性高的理想酶製劑是生物催化的基本前提。針對公共資料庫中存在大量未表征的新基因序列、功能被錯誤注釋的蛋白序列以及催化功能未知的蛋白結構，從中挖掘開發出新型酶製劑，不僅具有重要的理論意義，也具有良好的工業套用前景。目前新酶發現策略大致有三種：資料庫檢索直接克隆法，關鍵基序指導的新酶發現以及三級結構指導的新酶發現。現有方法存在盲目性強、實驗工作量大、實施難度大等缺點，本研究立足於高效、精確、靶向挖掘對特定底物（酶促反應）催化活性高的新型酶資源，引入同源模建與分子對接技術在三級結構層面指導優選目標酶基因，旨在建立同源模建結合分子對接指導的新酶發現策略。具體選擇α-L-鼠李糖苷酶作為研究模型，力求開發出催化活性高、底物譜廣、具有自主智慧財產權的新型α-L-鼠李糖苷酶，並對生物催化套用進行初步研究。
結題摘要
開發催化活性高、專一性強以及穩定性高的理想酶製劑是生物催化的基本前提。現有新酶發現方法存在盲目性強、實驗工作量大、實施難度大等缺點，本項目立足於高效、精確、靶向挖掘對特定底物催化活性高的新型酶資源，創新性引入同源模建與分子對接方法在三級結構層面指導優選目標酶，旨在建立同源模建結合分子對接指導的新酶發現策略。本項目具體選擇α-L-鼠李糖苷酶作為研究模型，從CAZy資料庫檢索α-L-鼠李糖苷酶Rha78序列，依據目標酶來源菌株的生長環境和生理代謝特性以及目標酶胺基酸序列特點初選了250條α-L-鼠李糖苷酶Rha78序列，隨後利用同源模建成功構建232個高可信度三級結構模型，最後對目標酶與特定底物（合成底物pNPR與天然底物蘆丁）進行分子對接，基於結合自由能排序並優選目標酶，進行異源表達酶學性質驗證，本項目已部分建立同源模建結合分子對接指導的新酶發現策略。此外，本項目已建立了基因組信息挖掘新酶發現策略與保守胺基酸基序驅動的宏基因組學新酶發現策略，將有助於快速、靶向挖掘細菌源新型酶資源；本項目亦獲得了一系列催化活性高、底物譜廣、穩定性高的新型細菌源α-L-鼠李糖苷酶資源，具有廣泛的生物催化套用潛力。
