[發明專利]一種基于理性設計的蛋白質分子熱穩定性改造方法

無效

• 申請號: 201310054417.1
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN103087145A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 林峻
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C07K1/00
• 分類號: C07K1/00;C12N9/08;C12N15/53;C12N15/81
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種基于理性設計的蛋白質分子熱穩定性改造方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：野生型蛋白質分子的三維結構的獲得、B?value值的計算、蛋白質突變體分子的三維結構建模、利用分子動力學模擬的方法理性設計改造蛋白質分子的熱穩定性的策略、確定所需的突變類型、進行蛋白質分子的熱穩定性改造；所述野生型蛋白質分子是指作為起點出發的待改造的蛋白質分子，是自然界已有的蛋白質分子或是已經經過人工改造的蛋白質分子。

2.根據權利要求1所述的一種基于理性設計的蛋白質分子熱穩定性改造方法，其特征在于：

所述野生型蛋白質分子的三維結構的獲得是通過蛋白質三維結構建模方法模擬獲得或是通過實驗測定方法獲得。

3.根據權利要求2所述的一種基于理性設計的蛋白質分子熱穩定性改造方法，其特征在于：所述蛋白質三維結構建模方法為同源建模法或重頭計算法或其它任何蛋白質分子三維結構建模方法；所述B?value值的計算是通過軟件計算或人工筆算的方法；所述軟件是指任何能計算B?value值的軟件。

4.根據權利要求1所述的一種基于理性設計的蛋白質分子熱穩定性改造方法，其特征在于：所述方法包括以下具體步驟：

a、野生型蛋白質分子的三維結構的獲得：采用蛋白質三維結構建模方法模擬獲得蛋白質分子的三維結構或是通過實驗測定方法獲得蛋白質分子的三維結構，即為野生型蛋白質的三維結構；

b、B?value值的計算：使用能計算B?value值的軟件，計算步驟a中獲得的野生型的蛋白質分子三維結構中各個氨基酸殘基的B?value值；選取B?value值從大到小位于前五位的任一氨基酸殘基位點作為突變位點；

c、突變體三維結構建模：用除該突變位點本身的氨基酸殘基以外的19種必須氨基酸殘基替換該突變位點的氨基酸殘基，得到19種突變體的蛋白質分子序列，對19種突變體蛋白質分子序列進行蛋白質三維結構建模，獲得19種突變體的蛋白質分子的三維結構；

d、利用分子動力學模擬的方法理性設計改造蛋白質分子的熱穩定性的策略：上述步驟得到1種野生型和19種突變體的蛋白質三維結構共20種，使用分子動力學模擬程序包對這20種三維結構分別進行分子動力學加熱過程或冷卻過程模擬，計算模擬結束后產生的結構的RMSD值相對于起始晶體結構的RMSD值的變化值；所述RMSD值是指模擬過程中產生的結構相對于晶體結構隨時間變化的均方根偏差；

e、確定所需的突變類型：根據步驟d中所述的RMSD變化值，選取所需要的突變類型；如果需要熱穩定性提高的蛋白質分子，選取RMSD變化值比野生型小的突變型；如果需要熱穩定性降低的蛋白質分子，則選取RMSD變化值比野生型大的突變型；

f、進行蛋白質分子的熱穩定性改造：對需要熱穩定性改造的蛋白質分子，分別構建野生型和所需的突變型的表達載體，并使用相應的蛋白質表達系統進行蛋白的表達，之后使用抗體吸附法獲得相同摩爾量的目標蛋白分子，再進行熱穩定性的測定，最終獲得熱穩定性提高或降低的蛋白分子。

5.根據權利要求4所述的一種基于理性設計的蛋白質分子熱穩定性改造方法，其特征在于：所述步驟d中進行分子動力學加熱模擬：模擬過程中需要設置一個溫度躍遷的過程，包括升溫過程或者降溫過程；分子模擬體系中的蛋白質分子需要添加溶液環境，如水環境。