糖苷水解酶GH97家族成员PspAG97A的催化机制分析

糖苷水解酶GH97家族是一个特殊的家族,同时拥有反转和保留两种催化类型成员,其两种催化类型如何分化目前还不清楚。对GH97家族成员PspAG97A的催化机制进行分析,通过高效液相色谱法检测水解产物异头物的构型,根据在不同酶反应时间所检测到的α-葡萄糖与β-葡萄糖的比例变化,证明PspAG97A执行反转催化机制。通过结构分析与定点突变等方法尝试对PspAG97A的催化类型进行改造,将PspAG97A与同一家族成员Bt GH97b(保留型)活性中心进行叠加比较,仿照保留类型的催化装置对相关位点G407、E377及E456进行单点突变和联合突变。结果显示突变酶活力相比野生型显著下降,并分析了相关位点的作用。研究加深了对PspAG97A催化机制的认识,为GH97家族两种催化类型进化关系的研究奠定基础。

生淀粉水解α-淀粉酶AmyZ1热稳定性提升的分子改造

生淀粉水解α-淀粉酶是一种具有生淀粉水解能力的α-淀粉酶,能够在淀粉糊化温度以下降解生淀粉颗粒,适用于淀粉冷水解。ΑmyZ1是来源于海洋微生物的生淀粉水解酶,其催化底物转化应用时热稳定性不足。与热稳定α-淀粉酶结构进行比对分析,发现AmyZ1在结构域B区域多了一个柔性loop区。通过同源建模,确定突变位点,构建缺失柔性区的突变酶AmyZ1∶ΔTG,并对突变酶的酶学性质、Ca^(2+)依赖以及水解高浓度玉米生淀粉的能力进行分析。AmyZ1∶ΔTG最适作用温度为45℃,在35℃~55℃范围内酶活力维持在60%以上。在30℃和35℃条件下,半衰期可分别达到18 h和15 h,是出发酶AmyZ1的10倍和15倍。突变酶AmyZ1∶ΔTG蛋白结构的柔性降低,导致AmyZ1∶ΔTG的催化效率有所降低。与出发酶AmyZ1相比,AmyZ1∶ΔTG的催化性能受外源Ca^(2+)的影响较小,酶活力对外源Ca^(2+)的依赖有所降低,但Ca^(2+)有助于提升其热稳定性。此外,在35℃的作用条件下,AmyZ1∶ΔTG对300 g/L玉米生淀粉的水解率为40%,接近于出发酶AmyZ1。