生物学杂志 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (6): 21-.doi: 10.3969/j.issn.2095-1736.2025.06.021
王莉萍, 李 萌, 李子奕, 韩来闯, 周哲敏
WANG Liping, LI Meng, LI Ziyi, HAN Laichuang, ZHOU Zhemin
摘要: 研究以前期报道的高效催化3-氰基吡啶生成烟酸的突变体C57E10(衍生自腈水解酶Nit6803)为对象,利用共进化残基分析挖掘影响其鲁棒性的关键功能位点。对共进化残基对直接设计饱和组合突变,并以折叠自由能变化(ddG)虚拟筛选潜在的热稳定性提升的突变。筛选获得K44Y和Q120L/A166L两个突变体,维持高催化活性的同时,显著提升了酶的热稳定性,50 ℃下的半衰期从C57E10的15.1 min,分别提升至34.5 min和21.4 min。然而,将K44Y和Q120L/A166L进一步组合,热稳定性大幅下降,表现出明显的负向上位效应。结构分析表明,K44Y增强了其与I274的疏水作用,Q120L/A166L形成了更紧密的疏水作用网络,从而提高了酶的结构稳定性。研究不仅获得了具备应用潜力的热稳定腈水解酶,所使用的基于共进化残基分析和突变计算相结合的策略也为其他酶的理性设计提供了借鉴。
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