专利名称：(β/α)8或(α/β)8结构种类生物酶pH的全息酶工程方法
技术领域：
本发明涉及一种生物工程领域，尤其是涉及一种(e/a)8或(a/P)8结 构种类生物酶pH的全息酶工程方法。
技术背景现在生物酶广泛应用在生物工程领域，然而，生物工程环境对酶的最适 pH要求不同，有时在很高的pH环境，有时在很底的pH环境，所以需要不同 的pH值。在天然产酶的菌种中，生物酶的pH是一定的，不能适应不同的pH&所以需要对酶的PH值进行改造，目前的方法基本是通过随机突变产生大 量的突变酶，而后通过高能量筛选的方式，筛选得到可以适应不同pH值环境 的酶，费时费力，浪费大量的人力和金钱，本发明针对这种不足而提出(3 / a ) 8 或(a / j3 ) 8结构种类生物酶pH的全息酶工程设计方案，进行针对性氨基酸突 变，从而有目的突变氨基酸，改变相关酶的最适pH，得到适应生物工程的酶， 节约大量的人力和金钱。 发明内容本发明的目的就在于提供一种省时省力、成本低廉的(P/a)8或 (a / P ) 8结构种类生物酶pH的全息酶工程方法。 本发明的目的可通过以下措施来实现-本发明方法如下，首先在数据库中搜索相关氨基酸序列，并査找相关序列 对应酶的最适pH值，进行相关性分析，即计算各个氨基酸序列中氨基酸含量， 将氨基酸含量同酶pH进行相关性分析，得到与pH相关的氨基酸；进一步，计 算氨基酸二肽含量，将二肽含量与PH进行相关性分析，得到与pH相关性二肽， 确定与蛋白质酸碱适应性相关的二肽，通过二肽可以在蛋白质序列中确定位 置，进一步，用分子结构模拟软件模拟要改造酶的结构，从二肽在序列中的位 置査找在结构中的位置，找到相关氨基酸在序列和结构中的位置；分析相近氨 基酸和酶活性中心，在保持酶活性的前提下，对与蛋白质具有相似(P/a)8
或(a/f08结构种类的水解酶酸碱适应性相关的氨基酸进行定点突变，即将 与所要得到的PH相反作用的氨基酸突变为与pH起一致作用的氨基酸，获得酸 碱适应性合适的酶或蛋白质。本发明中蛋白质为木聚糖酶、淀粉酶、纤维素酶等具有相似结构酶中的任—'种。本发明由于采用上述方法，通过确定与(P/a)8或(ci/e)8结构种类生 物酶pH (以木聚糖酶碱为代表)适应性相关的二肽，找到相关的氨基酸在序 列和结构中的位置；在保持酶活性的前提下，对相关的氨基酸进行定点突变， 获得碱适应性提高的木聚糖酶。本方法是对酶pH进行的理性设计，是对随机 突变方法的全面革新，是在理论指导下进行的定点突变，目的明确、效果明显， 提高实验成功率，减轻盲目突变对人力、物力和财力的大量耗费。
具体实施方式
本发明以下结合附图
和实施例作以详细的描述 实施例1本发明方法如下，首先在数据库中搜索相关氨基酸序列，并查找相关序列 对应酶的最适pH值，进行相关性分析，即计算各个氨基酸序列中氨基酸含量，将氨基酸含量同酶PH进行相关性分析，得到与PH相关的氨基酸；进一步，计算氨基酸二肽含量，将二肽含量与pH进行相关性分析，得到与pH相关性二肽， 确定与蛋白质酸碱适应性相关的二肽，通过二肽可以在蛋白质序列中确定位 置，进 步，用分子结构模拟软件模拟要改造酶的结构，从二肽在序列中的位 置査找在结构中的位置，找到相关氨基酸在序列和结构中的位置；分析相近氨 基酸和酶活性中心，在保持酶活性的前提下，对与蛋白质具有相似(P/a)8 或(a/f08结构种类的水解酶酸碱适应性相关的氨基酸进行定点突变，即将 与所要得到的pH相反作用的氨基酸突变为与pH起一致作用的氨基酸，获得酸 碱适应性合适的酶或蛋白质。 实施例2本发明方法如下，本发明方法如下，首先在数据库中搜索相关氨基酸序列， 并査找相关序列对应酶的最适pH值，进行相关性分析，即计算各个氨基酸序 列中氨基酸含量，将氨基酸含量同酶pH进行相关性分析，得到与pH相关的氨 基酸；进一步，计算氨基酸二肽含量，将二肽含量与PH进行相关性分析，得 到与pH相关性二肽，确定与蛋白质酸碱适应性相关的二肽，通过二肽可以在
蛋白质序列中确定位置，进一步，用分子结构模拟软件模拟要改造酶的结构， 从二肽在序列中的位置查找在结构中的位置，找到相关氨基酸在序列和结构中 的位置；分析相近氨基酸和酶活性中心，在保持酶活性的前提下，对与蛋白质具有相似(e/a)8或(a/3)8结构种类的水解酶酸碱适应性相关的氨基酸进 行定点突变，即将与所要得到的pH相反作用的氨基酸突变为与pH起一致作用 的氨基酸，获得酸碱适应性合适的酶或蛋白质。上述蛋白质为木聚糖酶、淀粉 酶、纤维素酶中任一种，也可为其他合适的具有相似结构酶的蛋白质。
权利要求
1. 一种(β/α)8或(α/β)8结构种类生物酶pH的全息酶工程方法，其特征在于其方法如下，首先在数据库中搜索相关氨基酸序列，并查找相关序列对应酶的最适pH值，进行相关性分析，即计算各个氨基酸序列中氨基酸含量，将氨基酸含量同酶pH进行相关性分析，得到与pH相关的氨基酸；进一步，计算氨基酸二肽含量，将二肽含量与pH进行相关性分析，得到与pH相关性二肽，确定与蛋白质酸碱适应性相关的二肽，通过二肽可以在蛋白质序列中确定位置，进一步，用分子结构模拟软件模拟要改造酶的结构，从二肽在序列中的位置查找在结构中的位置，找到相关氨基酸在序列和结构中的位置；分析相近氨基酸和酶活性中心，在保持酶活性的前提下，对与蛋白质具有相似(β/α)8或(α/β)8结构种类的水解酶酸碱适应性相关的氨基酸进行定点突变，即将与所要得到的pH相反作用的氨基酸突变为与pH起一致作用的氨基酸，获得酸碱适应性合适的酶或蛋白质。
2、 根据权利要求1所述的(fV a ) 8或(a / P ) 8结构种类生物酶pH的全 息酶工程方法，其特征在于所述蛋白质为木聚糖酶、淀粉酶、纤维素酶中的 任一种。
全文摘要
本发明公开了一种(β/α)8或(α/β)8结构种类生物酶pH的全息酶工程方法，其特征在于其方法如下，首先在数据库中搜索相关蛋白质序列，并查找相关序列对应酶的最适pH值，进行相关性分析，确定与木聚糖酶碱适应性相关的二肽，找到相关氨基酸在序列和结构中的位置；分析相近氨基酸和酶活性中心，在保持酶活性的前提下，对与木聚糖酶碱适应性相关的氨基酸进行定点突变，获得碱适应性提高的木聚糖酶。本方法是对酶pH进行的理性设计方法，是对随机突变方法的全面革新，是在理论指导下进行的定点突变，目的明确、效果明显，提高实验成功率，减轻盲目突变对人、财、物的大量耗费。
文档编号C12N9/00GK101210233SQ20061012849
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月29日 优先权日2006年12月29日
发明者刘亮伟, 刘新育, 张世敏, 王明道, 陈红歌 申请人:河南农业大学