[發明專利]（β/α）8或（α/β）8結構種類生物酶pH的全息酶工程方法

無效

• 申請號: 200610128497.0
• 申請日: 2006-12-29
• 公開（公告）號: CN101210233A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 劉亮偉;陳紅歌;劉新育;張世敏;王明道
• 申請（專利權）人: 河南農業大學
• 主分類號: C12N9/00
• 分類號: C12N9/00
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司
• 代理人: 霍彥偉

技術領域

本發明涉及一種生物工程領域，尤其是涉及一種(β/α)8或(α/β)8結構種類生物酶pH的全息酶工程方法。

背景技術

現在生物酶廣泛應用在生物工程領域，然而，生物工程環境對酶的最適pH要求不同，有時在很高的pH環境，有時在很底的pH環境，所以需要不同的pH值。在天然產酶的菌種中，生物酶的pH是一定的，不能適應不同的pH環境。

所以需要對酶的pH值進行改造，目前的方法基本是通過隨機突變產生大量的突變酶，而后通過高能量篩選的方式，篩選得到可以適應不同pH值環境的酶，費時費力，浪費大量的人力和金錢，本發明針對這種不足而提出(β/α)8或(α/β)8結構種類生物酶pH的全息酶工程設計方案，進行針對性氨基酸突變，從而有目的突變氨基酸，改變相關酶的最適pH，得到適應生物工程的酶，節約大量的人力和金錢。

發明內容

本發明的目的就在于提供一種省時省力、成本低廉的(β/α)8或(α/β)8結構種類生物酶pH的全息酶工程方法。

本發明的目的可通過以下措施來實現：

本發明方法如下，首先在數據庫中搜索相關氨基酸序列，并查找相關序列對應酶的最適pH值，進行相關性分析，即計算各個氨基酸序列中氨基酸含量，將氨基酸含量同酶pH進行相關性分析，得到與pH相關的氨基酸；進一步，計算氨基酸二肽含量，將二肽含量與pH進行相關性分析，得到與pH相關性二肽，確定與蛋白質酸堿適應性相關的二肽，通過二肽可以在蛋白質序列中確定位置，進一步，用分子結構模擬軟件模擬要改造酶的結構，從二肽在序列中的位置查找在結構中的位置，找到相關氨基酸在序列和結構中的位置；分析相近氨基酸和酶活性中心，在保持酶活性的前提下，對與蛋白質具有相似(β/α)8或(α/β)8結構種類的水解酶酸堿適應性相關的氨基酸進行定點突變，即將與所要得到的pH相反作用的氨基酸突變為與pH起一致作用的氨基酸，獲得酸堿適應性合適的酶或蛋白質。

本發明中蛋白質為木聚糖酶、淀粉酶、纖維素酶等具有相似結構酶中的任一種。

本發明由于采用上述方法，通過確定與(β/α)8或(α/β)8結構種類生物酶pH(以木聚糖酶堿為代表)適應性相關的二肽，找到相關的氨基酸在序列和結構中的位置；在保持酶活性的前提下，對相關的氨基酸進行定點突變，獲得堿適應性提高的木聚糖酶。本方法是對酶pH進行的理性設計，是對隨機突變方法的全面革新，是在理論指導下進行的定點突變，目的明確、效果明顯，提高實驗成功率，減輕盲目突變對人力、物力和財力的大量耗費。

具體實施方式

本發明以下結合附圖和實施例作以詳細的描述：

實施例1

本發明方法如下，首先在數據庫中搜索相關氨基酸序列，并查找相關序列對應酶的最適pH值，進行相關性分析，即計算各個氨基酸序列中氨基酸含量，將氨基酸含量同酶pH進行相關性分析，得到與pH相關的氨基酸；進一步，計算氨基酸二肽含量，將二肽含量與pH進行相關性分析，得到與pH相關性二肽，確定與蛋白質酸堿適應性相關的二肽，通過二肽可以在蛋白質序列中確定位置，進一步，用分子結構模擬軟件模擬要改造酶的結構，從二肽在序列中的位置查找在結構中的位置，找到相關氨基酸在序列和結構中的位置；分析相近氨基酸和酶活性中心，在保持酶活性的前提下，對與蛋白質具有相似(β/α)8或(α/β)8結構種類的水解酶酸堿適應性相關的氨基酸進行定點突變，即將與所要得到的pH相反作用的氨基酸突變為與pH起一致作用的氨基酸，獲得酸堿適應性合適的酶或蛋白質。

實施例2

本發明方法如下，本發明方法如下，首先在數據庫中搜索相關氨基酸序列，并查找相關序列對應酶的最適pH值，進行相關性分析，即計算各個氨基酸序列中氨基酸含量，將氨基酸含量同酶pH進行相關性分析，得到與pH相關的氨基酸；進一步，計算氨基酸二肽含量，將二肽含量與pH進行相關性分析，得到與pH相關性二肽，確定與蛋白質酸堿適應性相關的二肽，通過二肽可以在蛋白質序列中確定位置，進一步，用分子結構模擬軟件模擬要改造酶的結構，從二肽在序列中的位置查找在結構中的位置，找到相關氨基酸在序列和結構中的位置；分析相近氨基酸和酶活性中心，在保持酶活性的前提下，對與蛋白質具有相似(β/α)8或(α/β)8結構種類的水解酶酸堿適應性相關的氨基酸進行定點突變，即將與所要得到的pH相反作用的氨基酸突變為與pH起一致作用的氨基酸，獲得酸堿適應性合適的酶或蛋白質。上述蛋白質為木聚糖酶、淀粉酶、纖維素酶中任一種，也可為其他合適的具有相似結構酶的蛋白質。