设计一种双功能标签,以提高d-Allulose 3-Epimerase的热稳定性和固定效率
Ziyi Li1,2, Jiangang Yang1, Yan Men1
1National Engineering Laboratory for Industrial Enzymes, Tianjin Institute of Industrial Biotechnology, Chinese Academy of Sciences, Tianjin 300308, China.
Journal of agricultural and food chemistry
|October 28, 2025
概括
研究人员使用新型标签设计了d-allulose 3-epimerase (DAE),以提高其稳定性和固定性. 这增强了罕见的糖d-allulose的酶生产,用于更广泛的应用.
科学领域:
- 生物催化和酶工程 生物催化和酶工程
- 碳水化合物化学 碳水化合物化学
- 蛋白质工程是指蛋白质工程.
背景情况:
- d-粉是一种低热量稀有糖,具有显著的应用潜力.
- 制造d-氨酸依赖于d-氨酸3 - 酶 (DAE),其热稳定性和固定效率不佳.
- 提高DAE的特性对于高效的d-粉素生产至关重要.
研究的目的:
- 为了增强d-氨酸3-表皮酶 (DAE) 的热稳定性和固定效率.
- 开发一种强大的酶,用于有效的生物催化生产d-allulose.
- 为了证明开发的策略对其他四重酶的一般适用性.
主要方法:
- 来自 *Ruminococcus* sp. 的工程 DAE. (RDAE) 通过融合多元化促进标签 (Mp-tag) 来增强四聚体稳定性.
- 利用分子动力学模拟来确认Mp-tag对四聚体形成的稳定作用.
- 融合了一种富含谷氨酸的固定促进标签 (Ip-tag),以进一步改善酶固定.
- 在多个反应周期中评估了双功能标记固定酶的稳定性和活性.
主要成果:
- 优化的三重突变Mp-tag将DAE的化温度提高了6.9°C (从64.9°C到71.8°C).
- 通过分子动力学模拟,mp-tag被证实可以稳定四聚体形成.
- Ip-tag融合增强了特定位点的结合,并增加了30.69%的固定活动恢复.
- 双功能标记固定酶在500个反应周期后保持了90%以上的活性.
结论:
- 开发的Mp-tag和Ip-tag策略显著提高了DAE的热稳定性和固定效率.
- 这种方法提供了一个强大的,可重复使用的生物催化剂,用于d-粉生产.
- 该策略广泛适用于改善工业生物催化剂中的其他四基酶.
