基于分子對接的木酮糖激酶理性改造.pdf

1、纖維素乙醇的研究近年來備受關(guān)注，為了提高纖維素水解物中主要糖類葡萄糖和木糖的利用，針對提高釀酒酵母菌株木糖利用能力及葡萄糖木糖共利用方面的課題得到大家廣泛重視。木酮糖激酶催化木酮糖轉(zhuǎn)化為5-磷酸木酮糖，是木糖代謝進入下游磷酸戊糖途徑的節(jié)點步驟，對木糖代謝具有很重要作用，而天然釀酒酵母木酮糖激酶活性很低，無法滿足木糖代謝的需求。
　　本研究中著重從構(gòu)效關(guān)系角度研究木酮糖激酶，借助分子對接對不同源木酮糖激酶與底物的結(jié)合情況進行分析，為

2、該酶的理性改造提供靶點。本研究中比較了含有不同來源木酮糖激酶基因的釀酒酵母菌株，發(fā)酵結(jié)果顯示不同來源木酮糖激酶其活性存在較大差異，含有畢赤酵母來源木酮糖激酶的菌株木糖消耗最快，且乙醇得率為0.38 g/g，熱帶念珠菌來源的木酮糖激酶活性最弱，相應的木糖代謝能力也低于其他菌株。
　　通過分子對接對酶與底物結(jié)合能力分析，發(fā)現(xiàn)酶活高低與酶和底物ATP的結(jié)合能力有關(guān)，結(jié)合能越高，酶活性越高，而熱帶念珠菌來源的木酮糖激酶較為特殊，其酶與AD

3、P的結(jié)合能顯著高于其他酶，為了驗證與ADP的過高結(jié)合是否對酶活有抑制作用，選定與ADP有較強結(jié)合能的502位賴氨酸作為突變靶點，點突變后菌株smh-94(K502D)較原始菌株在木糖利用能力方面有很大提高，木糖利用速率是原始菌株的2.3倍，乙醇得率也從原來的0.11 g/g提高到0.39 g/g。對保守區(qū)氨基酸位點的突變沒有得到理想的突變體，表明這些位點對酶與底物結(jié)合及酶活性的發(fā)揮起到至關(guān)重要的作用，同時也印證了分子對接結(jié)果的可信性。<