结构引导的代变异驱动α-1,3-基转移酶的双功能演变
Mengli Li1, Ruoyu Jia1, Jiawei Yao1
1State Key Laboratory of Food Science and Resources, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, China.
Journal of agricultural and food chemistry
|September 3, 2025
概括
研究人员使用计算设计和组合突变增强了α-1,3-Fucyltransferase (α-1,3-FucT) 酶活性和稳定性. 这提高了它在合成人乳寡糖3-糖 (3-FL) 的工业应用.
科学领域:
- 酶工程
- 生物催化
- 葡萄糖生物学
背景情况:
- 阿尔法-1,3-Fucyl转移酶 (α-1,3-FucT) 对于合成3 - fucosyllactose (3-FL),一种人乳寡糖是至关重要的.
- α-1,3-FucT的工业应用受低活性和低热稳定性限制.
研究的目的:
- 为了提高α-1,3-FucT的催化性能和热稳定性.
- 开发一种有效的酶合理设计和工业酶工程策略.
主要方法:
- 用计算机辅助设计和贪的组合策略来优化酶.
- 四个计算工具确定了潜在的突变部位,随后进行了图书馆选.
- 一步一步的组合方法产生了有益的单个和四重突变.
主要成果:
- 六种单一突变显示出28%至84%更高的特异活性和更好的热稳定性.
- 一种四重突变 (K132I-E134M-N199F-K301P) 的酶活性增加了116%并延长了半衰期.
- 突变优化了基质结合和结构稳定性,通过重塑疏水性和结网络.
结论:
- 这项研究提出了使用组合突变进行合理酶设计的有效策略.
- 优化的α-1,3-FucT显示了显著的改进,为工业应用铺平了道路.
- 通过组合突变进行酶工程对于工业生物催化非常重要.


