基于热不稳定区段分析和二硫键预测的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY-6热稳定性改造

目的基于热不稳定区段分析和二硫键预测,探索定点突变改造提高ZLHY-6的热稳定性的可行性。方法基于分子动力学模拟设计两个策略以提高ZLHY-6的热稳定性。策略一:寻找ZLHY-6热不稳定区段,对区段内氨基酸进行计算机虚拟饱和突变,根据突变自由能变(ΔG)筛选结果选取了10个突变体。策略二:通过预测,在ZLHY-6分子内引入二硫键,每个突变体引入1对,共计5个突变体。结果突变体H134W和Q45C/A253C在45℃热处理20 min后,其相对酶活分别为野生型的10倍和3.1倍,并保留了对ZEN一定的活性(41.33%、102.67%)。通过分子动力学分析和结构模拟发现,突变的引入可能削弱了构象的波动性,提升了结构刚性,从而提升了蛋白的热稳定性。结论热不稳定氨基酸突变和二硫键构建在脱毒酶ZLHY-6改造上具有可行性,ZLHY-6热稳定性的增强提高了其在工业上的应用潜力,这一结果也为探索酶的计算机辅助手段改造提供策略基础。