基于分子结构与生物信息学等多维度特征的定向进化改造甲基对硫磷水解酶

甲基对硫磷水解酶作为环境友好绿色催化剂,可降解甲基对硫磷等在土壤中残留的有机磷农药,这使得如何提高甲基对硫磷水解酶的水解效率成为酶工程中备受关注的问题。基于分子结构与生物信息学等多维度特征,确定了催化活性中心周围的9个关键位点。构建了一个含1 500个突变体的筛选文库,进行定向进化。经过两轮筛选,最终确定2株催化效率提高的突变体,L258V和L273M。其催化效率常数kcat/Km值分别为134.1(mmol/L)-1·s-1和166.5(mmol/L)-1·s-1,与野生酶相比较分别提高了27.3%和58.1%。这种通过半理性设计构建定向进化文库的方法,不仅有效的提高了甲基对硫磷水解酶的筛选效率,更为酶的改造提供了新的思路。