催化混杂性驱动的酶功能重塑 |
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作者姓名: | 曲戈 孙周通 |
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作者单位: | 中国科学院天津工业生物技术研究所 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(32171474,32171268,31900909);;天津市自然科学基金(21JCJQJC00110);;中国科学院青年创新促进会(2021175); |
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摘 要: | 作为生物催化剂,酶蛋白介导的生化反应具有条件温和、绿色环保等优点。然而相比化学催化剂,天然酶功能的局限性制约了它在生物制造领域的广泛应用。前期研究表明,酶蛋白除了催化专一性外,同时还展现出混杂性的一面,可在特定条件下催化非天然模式反应。这一特性为酶分子功能重塑提供了新思路,可用来指导人工酶设计,拓展天然酶的催化边界,实现新颖酶促反应类型,以扩大酶催化应用场景。本文从酶催化功能混杂性背后可能的进化机制入手,综述了当前诱导酶催化功能混杂性的常用策略,如定向进化、构象动力学、反应条件诱导及祖先酶重构等技术,并从催化机制、构效关系及适应性进化等多个角度,结合近年来相关研究实例,探讨了催化功能混杂性背后的分子机制,为突破天然酶促反应局限性、创制催化非天然反应的高效人工酶元件提供参考。
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关 键 词: | 催化混杂性 定向进化 理性设计 酶工程 生物催化 |
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