作者探讨了在蛋白质工程中识别和分析热点的多种方法,以增强酶的功能。方法包括:利用多序列比对识别保守或非保守位点进行突变;通过核磁共振光谱分析化学位移扰动,识别有益突变位点;通过蛋白-配体相互作用分析,定位关键残基;研究酶的构象动态,尤其是环区的柔性,以指导酶的设计(表1-2,图3)。
为了将自然催化与合成化学需求对接,研究人员将人类发明的化学反应引入酶中,虽然计算机辅助的酶设计受限于对序列-功能关系的理解,但对现有酶进行工程改造已取得显著成功。例如,通过工程改造的ThDP依赖酶实现了不对称自由基转化,改造的CHMO酶催化了α-氟酮的对映选择性合成,改造的肌红蛋白催化了不对称的内酰胺化反应,以及改造的柠檬烯环氧化物水解酶催化了Baldwin/反Baldwin反应。这些成功的案例展示了酶工程在实现新催化功能方面的潜力(图5)。
作者信息及链接:
孙周通:sourcedb.tib.cas.cn/cn/expert/rckyjy/201609/t20160918_4664103.html
研究方向:围绕工业酶设计与绿色生物催化,重点开展酶分子工程、化酶催化工程、生物合成工程等方向的基础与应用研究
文章信息:Rational enzyme design by reducing the number of hotspots and library size
文章链接:https://doi.org/10.1039/D4CC01394H