删除Loop区域表面不稳定氨基酸提高( R )-ω-转氨酶热稳定性

手性胺是一类具有重要价值的医药及精细化工中间体，如何实现手性胺类化合物的不对称合成是目前人们普遍关注的一个焦点问题。ω-转氨酶(ω-Transaminase，ω-TA)是一类能直接合成对映体手性胺的天然生物催化剂。相比于( S )-ω-TA，( R )-ω-TA的研究较少，但其需求量随着手性胺类药物的发展日趋增大。提高具有潜在应用价值的( R )-ω-TA的热稳定性，将有利于手性胺的制备。本文利用PyMOL软件和YASARA软件预测来源于土曲霉 Aspergillus terreus 的( R )-ω-TA中具有高温度因子(B-factor)的Loop区域，通过定点突变对Loop区域表面不稳定氨基酸逐步进行删除获得突变酶。结果表明，突变酶R131del和突变酶P132-E133del半失活温度分别为41.1 ℃和39.4 ℃，比野生酶提高了2.6 ℃和0.9 ℃；在40 ℃下的半衰期分别为15.0 min和10.0 min，为野生酶的2.2倍和1.5倍。此外，在400 K和10 ns的分子模拟条件下，突变酶R131del在Loop区域的均方根涨落(Root mean square fluctuation，RMSF)比野生型低，突变酶P132-E133del在Loop区域增加了4个氢键。本研究通过删除( R )-ω-转氨酶Loop区域表面不稳定氨基酸提高了该蛋白的热稳定性，同时也为其他酶热稳定性的理性设计提供了方法学指导。