基于进化分析的持续性内切葡聚糖酶的分子改造文献综述

 2023-04-18 11:43:25

文献综述

文 献 综 述一、研究背景纤维素是植物细胞壁的主要结构成分,是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖,也是宝贵的天然可再生资源,广泛应用于生物与化工生产和研究领域。

纤维素是由beta;-1,4-糖苷键连接的葡萄糖单糖的线性链组成,纤维素水解为单糖需要内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和beta;-葡萄糖苷酶的协同作用。

近期,有研究发现,一些噬菌体即使不含外切葡聚糖酶也能分解纤维素,并在这些噬菌体内发现了兼具内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶活性的持续性内切葡聚糖酶,这为纤维素的降解提供了一种新思路,即只需要持续性内切葡聚糖酶和beta;-葡萄糖苷酶就能降解纤维素。

用于纤维素水解的持续性内切葡聚糖酶需要在热稳定性、催化活性和抗葡萄糖抑制方面表现出色,然而,一种酶难以同时在这三个方面都表现出优越的性能,因此,我们可以通过定向改造以提高酶的热稳定性或者催化活性。

酶祖先序列重建(ASR)技术的应用可以为酶的改造提供方向,因为有研究表明序列重建得到的祖先酶通常会表现出高稳定性、高催化活性和底物泛杂性,这些特性使其成为现代酶定向进化的理想蛋白质支架和氨基酸残基来源。

二、研究目的和意义纤维素酶不仅在生物加工和生物生产中有广泛的应用,可以用于降解纤维素物质,这对净化环境、实现可持续发展等方面具有十分重要的意义。

其良好的热稳定性和酶活性有利于提高生产效率和降低生产成本,因此,我们期待通过酶祖先序列重建技术结合定向进化从而实现对持续性内切葡聚糖酶的分子改造,使其具有良好的催化活性、底物泛杂性和更好的热稳定性,这不仅可以快速产生工业上有用的新酶,而且对研究蛋白质结构与功能的关系也有一定的意义。

三、酶改造的研究现状目前酶分子改造主要有两种方法,化学修饰法和生物酶工程法。

化学修饰法通过化学方法添加或删除酶的侧链上的化学基团,改变酶的物理化学性质,从而影响酶的催化性质。

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