2020 年 12 月 11~13 日在杭州召开了《第三届中日生物催化与转化学术论坛》。于浩然博士受邀做大会报告。
报告题目：
开发理性设计方法用于酶分子改造
报告摘要：
定向进化和理性设计是两种常用的酶分子改造策略。理性设计策略基于对酶结构与功能关系的认识预测可能的突变型。蛋白质动力学性质对酶分子发挥功能具有重要的作用，从底物进入酶活性位点，到过渡态的稳定，再到产物的释放，都要求酶分子局部构象的不断变化。为了开发高效的理性设计方法，我们进行了一系列研究探究蛋白质动力学性质在酶分子改造中的应用。蛋白质内的高柔性区域与周围区域有很少的相互作用力，在复杂的非共价连接的网络内形成局部的干扰，当温度升高时，这部分区域很可能最先开始解折叠。基于此认识，我们提出了刚化柔性位点的策略(rigidifying flexible sites, RFS)用于提高酶分子的稳定性。另外，在酶分子改造过程中，点突变在组合后的共同作用效果可能是非加和的。这种非加和性甚至可以发生在蛋白质结构中距离相对很远的两个点突变之间。目前对点突变之间相互作用机理的了解非常有限，限制了蛋白质工程策略的发展。我们利用分子动力学模拟对多个转酮醇酶单点突变以及它们的组合突变进行了分子动力学性质探究，提出了“分子动力学的互相关性介导点突变之间的相互作用”的机制，并将这一机制应用于克服转酮醇酶活性与稳定性trade-off的分子改造，以及苏氨酸醛缩酶非对映立体选择性的改造。
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