设计的SC PEP增强稳定性对素消化和通过机器学习和结构参数建模增加活动

科学领域:

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背景情况:

• 来自Sphingomonas capsulata (SC PEP) 的prolyl内酶是潜在的腹腔疾病的口服疗法.
• 胃环境中的低稳定性限制了野生型SC PEP的临床疗效.
• 在低pH值下提高SC PEP对素的稳定性对于治疗成功至关重要.

研究的目的:

• 设计和设计稳定和活跃的SC PEP突变体,以改善腹腔疾病的口服治疗.
• 在模拟的胃环境中增强免疫性质的水解.

主要方法:

• 整合机器学习和物理参数建模来设计SC PEP突变体.
• 代设计过程以识别具有增强稳定性和活动的突变物.
• 在体外和体内评估突变酶的性能,包括水解活性和残留免疫原水平.

主要成果:

• 20种SC PEP突变体在胃中表现出显著更高的水解活性,高达野生类型的14.1倍.
• 突变M24及其基化形式 (M24-PEG) 在体外和体内证明了面包免疫原的优异水解.
• 在模拟的胃状况下,残留免疫原因降低到野生类型水平的1/8 (M24) 和1/10 (M24-PEG).
• 小鼠胃肠道的总残留免疫原体低于20ppm,符合无毒食品标准.

结论:

• 改造的SC PEP突变 (M24和M24-PEG) 显示出提高了降解质免疫原体的稳定性和有效性.
• 开发的酶变体有望作为治疗腹腔疾病的口服治疗剂,可能与EP-B2结合使用.
• 该研究提出了一个成功的策略来设计酶稳定性突变体,适用于SC PEP和其他酶.