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论文编号 201803-196
论文题目 基于分子结构与生物信息学等多维度特征的定向进化改造甲基对硫磷水解酶
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示例2:原姓名写法:李时珍;编入参考文献时写法:LI S Z.

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基于分子结构与生物信息学等多维度特征的定向进化改造甲基对硫磷水解酶

首发时间:2018-03-22

任天雷 1   

任天雷(1993-),男,生物工程专业硕士。主要研究方向:甲基对硫磷水解酶的设计与改造

杨海泉 1   

杨海泉,男,副教授,硕导,主要研究方向:现从事发酵工程、蛋白质工程与技术等面研究,主要包括酶蛋白生产及改造、工业微生物改造与育种等相关方面。

许菲 1   

许菲(1978-),女,教授,硕导/博导。主要研究方向:主要从事以计算设计和实验验证的交叉学科的方法来获得一定性质与功能的生物大分子等相关研究。

  • 1、江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡 214122

摘要:甲基对硫磷水解酶作为环境友好绿色催化剂,可降解甲基对硫磷等在土壤中残留的有机磷农药,这使得如何提高甲基对硫磷水解酶的水解效率成为酶工程中备受关注的问题。基于分子结构与生物信息学等多维度特征,确定了催化活性中心周围的9个关键位点。构建了一个含1500个突变体的筛选文库,进行定向进化。经过两轮筛选,最终确定2株催化效率提高的突变体,L258V和L273M。其催化效率常数kcat/Km值分别为134.1 mM-1os-1和166.5 mM-1os-1,与野生酶相比较分别提高了27.3%和58.1%。这种通过半理性设计构建定向进化文库的方法,不仅有效的提高了甲基对硫磷水解酶的筛选效率,更为酶的改造提供了新的思路。

关键词: 甲基对硫磷水解酶 基于结构与生物信息的定向进化 活性中心 进化保守性 催化效率

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Directed evolution of methyl parathion hydrolase based on the multi-dimensional features: molecular structure and bioinformatics

REN Tianlei 1   

任天雷(1993-),男,生物工程专业硕士。主要研究方向:甲基对硫磷水解酶的设计与改造

YANG Haiquan 1   

杨海泉,男,副教授,硕导,主要研究方向:现从事发酵工程、蛋白质工程与技术等面研究,主要包括酶蛋白生产及改造、工业微生物改造与育种等相关方面。

XU Fei 1   

许菲(1978-),女,教授,硕导/博导。主要研究方向:主要从事以计算设计和实验验证的交叉学科的方法来获得一定性质与功能的生物大分子等相关研究。

  • 1、School of Biotechnology, Jiangnan University/Key Laboratory of Carbohydrate Chemistry and Biotechnology, Ministry of Education, Wuxi 214122, Jiangsu, China

Abstract:As an environmental-friendly green catalyst,methyl parathion hydrolase can degrade methyl parathion remained in soil such as organophosphorus pesticides. It has received much attention to improve the hydrolysis efficiency of methyl parathion hydrolase. Based on structural and bioinformatic informations, nine key sites around the catalytic activity center were narrowed down to construct a screening library containing 1500 mutants for directed evolution. After two rounds of screening, two mutants improved catalytic efficiency, L258V and L273M, were identified. The catalytic efficiency constants kcat/Km values were 134.1 mM-1os-1 and 166.5 mM-1os-1, respectively, which increased by 27.3% and 58.1% compared with the wild type. This method of constructing a directed evolution library by semi-rational design not only improves the screening efficiency of methyl parathion hydrolase, but also provides a new idea to improve properties of enzyme.

Keywords: methyl parathion hydrolase directed evolution based on structure and bioinformation active center evolutionary conservation catalytic efficiency

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任天雷,杨海泉,许菲. 基于分子结构与生物信息学等多维度特征的定向进化改造甲基对硫磷水解酶[EB/OL]. 北京:中国科技论文在线 [2018-03-22]. http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/201803-196.

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