漆酶降解阴离子型聚丙烯酰胺/聚丙烯酸酯活性的理性设计

作者：王方略; 张东晨; 吴学凤; 邓胜松

来源：环境科学学报, 2021, 41(11): 4569-4575.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2021.0178

• 漆酶
• 阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)
• 聚丙烯酸酯(PAA)
• 对接
• 虚拟氨基酸突变

为探究漆酶降解聚丙烯酸酯（PAA）/阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）的微观机理,采用对接模拟了其结构模型与枯草芽孢杆菌漆酶（B.subtilis laccase）的结合.根据-CDOCKEREnergy score打分最高的原则,对获得的最佳结合构象进行分析.然后基于亲和力虚拟氨基酸突变进行丙氨酸（ALA）扫描和饱和突变.结合模式分析表明,HPAM比PAA可更深地埋入活性口袋,B.subtilis laccase对HPAM的亲和力和结合能皆高于PAA.相互作用分析表明,疏水相互作用可能对B.subtilis laccase与底物的结合起到促进作用,而氢键作用会阻碍该酶与底物的结合.通过ALA扫描进一步得知,ARG487、GLY486和TYR133是B.subtilis laccase降解HPAM的关键氨基酸残基,而ASP113和TYR133是B.subtilis laccase降解PAA的关键氨基酸残基.通过饱和突变表明,ASP113>ARG可以提高B.subtilis laccase降解PAA的活性,这些数据为理性设计增强活性的B.subtilis laccase突变体提供了理论参考.

• 单位
  合肥工业大学; 食品与生物工程学院; 安徽理工大学