發(fā)布時(shí)間：2022-01-08 15:39

　　脂肪酶是最早被人類發(fā)現(xiàn)、研究和利用的酶類之一,現(xiàn)已在食品,醫(yī)藥,能源等行業(yè)中廣泛應(yīng)用。其中,利用其位置專一性生產(chǎn)高附加值結(jié)構(gòu)脂以及其介導(dǎo)的化學(xué)酶法生產(chǎn)環(huán)氧和內(nèi)酯型化合物更是極具經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和前景的兩個(gè)應(yīng)用方向。但是,在相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)實(shí)踐中,現(xiàn)有脂肪酶的催化性能還無法滿足綠色制造的全部需求,而酶的改造常常使用結(jié)果無法預(yù)知的定向進(jìn)化來完成。因此,為了避免冗長而隨機(jī)的篩選過程,需要解析相應(yīng)的分子機(jī)制來指導(dǎo)脂肪酶的改造。而且在后基因組時(shí)代,分子機(jī)制的解析也能提高具有特定屬性的新酶的挖掘效率。本論文以來源于Streptomyces sp.strain W007和Penicillium camembertii的脂肪酶（簡稱為MAS1和PCL脂肪酶）為研究對(duì)象,綜合運(yùn)用生物計(jì)算、分子生物學(xué)及生化表征技術(shù)來探究脂肪酶位置選擇性的分子機(jī)制和H₂O₂驅(qū)使脂肪酶失活的機(jī)制并提出和驗(yàn)證了位置選擇性改造和H₂O₂耐受性提升策略。同時(shí),也為酶的機(jī)制研究和改造提供了新的思路。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下:一、MAS1脂肪酶無位置選擇性的分... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

酶制劑的市場(chǎng)規(guī)模及增長率

過協(xié)同效應(yīng)大幅提高酶的熱穩(wěn)定性（有疊加12個(gè)正向突變的突變體的Tm值增加了22℃，其最適反應(yīng)溫度也提高了20℃以上[44]）。對(duì)于提升酶的溶劑耐受和化學(xué)變性劑耐受而言，人們似乎還沒有找到更加行之有效的方法。時(shí)下，很多科研工作者將耐受型和不耐受型同源蛋白的動(dòng)力學(xué)軌跡進(jìn)行比較，以此來判斷與酶的耐受性相關(guān)的結(jié)構(gòu)特征，或者照搬熱穩(wěn)定性提升的一套來進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。[47,48]因此，尋找更行之有效的改造策略來打破定向進(jìn)化在酶的溶劑耐受和化學(xué)變性劑耐受提升研究領(lǐng)域中的主導(dǎo)地位就變得十分有意義了。[49-53]圖1-2FRESCO的突變位點(diǎn)篩選流程。[44]Fig.1-2TheprocessofscreeningformutantionsiteinFRESCOmethod.[44]

華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文8圖1-3RML脂肪酶的（A）閉合（PDBID:3TGL）和（B）開放（PDBID:4TGL）狀態(tài)。催化三聯(lián)體和氧負(fù)離子洞及抑制劑以棍棒模型顯示，粉色虛線表示氫鍵。Fig.1-3The(A)closed(PDBID:3TGL)and(B)open(PDBID:4TGL)stateofRML.Thecatalytictriad,oxyianholeandinhibitorwereshownasstick.Thepinkdashrepresentedhydrogenbond.1.3.2脂肪酶的催化機(jī)制如前所述，脂肪酶是一類具有α/β水解酶折疊結(jié)構(gòu)特征且以Ser-His-Asp催化三聯(lián)體作為催化活性位點(diǎn)的酶。目前發(fā)現(xiàn)共有17種不同類型的酶具備這些種特點(diǎn)，不過它們的催化機(jī)制卻不盡相同。[69]主要區(qū)別在于催化過程中是否形成酰酶復(fù)合物，有酰酶復(fù)合物形成的一類稱為類水解酶型，無酰酶復(fù)合物形成的一類稱為類裂解酶型，其詳細(xì)的差異見圖1-4。本文中將被探討的脂肪酶催化水解和過水解反應(yīng)（圖1-5）的過程都屬于類水解酶型（酸堿催化）。該過程中催化絲氨酸的羥基質(zhì)子轉(zhuǎn)移到催化組氨酸上后Oγ原子親核進(jìn)攻脂質(zhì)中帶正電荷的羰基碳形成正四面體中間產(chǎn)物，然后催化三聯(lián)體中組氨酸搶奪的質(zhì)子轉(zhuǎn)移至脂質(zhì)的醚氧原子上使其與羰基碳之間的單鍵斷裂形成酰酶復(fù)合物和產(chǎn)物醇（或水）；此時(shí)，第二個(gè)含羥基的底物分子經(jīng)過催化組氨酸去質(zhì)子化激活后親核進(jìn)攻酰酶復(fù)合物的羰基碳形成第二個(gè)正四面體中間產(chǎn)物，然后催化組氨酸上的質(zhì)子轉(zhuǎn)移至催化組氨酸Oγ原子上使該原子與羰基碳之間的單鍵斷裂，最后另一個(gè)產(chǎn)物被釋放，催化絲氨酸被還原，從而完成整個(gè)反應(yīng)過程（圖1-6）。[70,71]因?yàn)槊總�(gè)酶的序列和結(jié)構(gòu)都有一定的差異，所以雖然同為脂肪酶，但是它們結(jié)合底物的方式可能會(huì)存在差異，因此催化機(jī)制也會(huì)存在細(xì)節(jié)上的差異。在后續(xù)的研究中，我們以實(shí)際的脂肪酶為例，詳細(xì)地分析和討論酶催化的水解和過

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]TLL脂肪酶C末端修飾對(duì)其底物選擇性的調(diào)節(jié)作用[J]. 譚熙鈺,趙澤鑫,楊博,王永華.  現(xiàn)代食品科技. 2018(11)

碩士論文
[1]一種高過氧化氫耐受性脂肪酶突變體的構(gòu)建策略及其催化環(huán)氧化反應(yīng)的研究[D]. 譚熙鈺.華南理工大學(xué) 2018
[2]脂肪酶MAS1的結(jié)構(gòu)與耐熱及底物選擇性關(guān)系的研究[D]. 趙澤鑫.華南理工大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3576823