β-甘露聚糖酶能夠?qū)⒏事毒厶墙到獬筛事豆烟嵌粡V泛地用于生物生產(chǎn)中。來(lái)自黑曲霉的嗜熱β-甘露聚糖酶(ManBK)能在工業(yè)酵母菌株中高效表達(dá)，具有潛在的商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所郭瑞庭研究組和東莞泛亞太生技公司、臺(tái)灣基酵生技公司合作，成功解析出來(lái)自黑曲霉的嗜熱β-1,4-甘露聚糖酶(ManBK)的晶體結(jié)構(gòu)，晶體分辨率為1.57 Å。該酶具有典型的(β/α)8構(gòu)型，屬于GH5家族�？梢酝ㄟ^(guò)模擬底物多糖的結(jié)合位點(diǎn)來(lái)確定參與催化反應(yīng)的氨基酸。根據(jù)ManBK晶體結(jié)構(gòu)，研究人員理性設(shè)計(jì)了23個(gè)突變體來(lái)嘗試提高酶活性，其中Y216W突變體比野生型提高了18±2.7%的活性。Y216W具有和野生型相似的最適溫度和耐熱性，表明它們具有保守的耐熱性。動(dòng)力學(xué)研究表明，Y216W的kcat高于野生型，顯示了Y216W具有更快的催化效率。
該研究理性設(shè)計(jì)ManBK的突變位點(diǎn)，其中Y216W突變體在工業(yè)應(yīng)用中具有很好的應(yīng)用潛力，這些結(jié)果對(duì)于進(jìn)一步了解β-1,4-甘露聚糖酶的作用機(jī)理奠定良好基礎(chǔ)，并且提供了以結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的理性設(shè)計(jì)的成功范例。相關(guān)研究成果已被Biochimica et Biophysica Acta (BBA)接收，并申請(qǐng)了中國(guó)及美國(guó)專(zhuān)利。該研究項(xiàng)目獲得工業(yè)酶國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、“863”項(xiàng)目和“973”項(xiàng)目的支持。
黑曲霉嗜熱β-甘露聚糖酶復(fù)合體結(jié)構(gòu)圖
