专利名称：脂肪酶最适温度与氨基酸及其二肽的相关性计算的制作方法
技术领域：
本发明涉及基于34条微生物脂肪酶(Microbial Lipases)氨基酸序列，采用多元逐步回归法分析了影响脂肪酶热稳定性的相关氨基酸及其二肽，属于分子生物学技术领域。
背景技术：
脂肪酶(Lipase，EC 3. 1. 1. 3)是一类特殊的三脂酰甘油水解酶，能在油水界面或水不溶性系统中催化酯水解或醇解、酯合成、酯交换、内酯合成等多种化学反应，其广泛存在于各种动植物和微生物中。由于微生物脂肪酶种类多、来源广、作用高效、易于产业化生产等，所以在脂肪酶理论研究和实际应用中有着更为重要的作用。微生物脂肪酶已广泛应用于洗涤剂、食品、造纸、香料、医药、纺织、废物处理、化妆品、有机合成和生物柴油等行业。 由于多数天然脂肪酶不耐高温，从而限制了它们在高温生物加工环境中的应用。为了提高脂肪酶热稳定性，定点突变和定向进化等蛋白质工程技术已被用于酶热稳定性的改造。目前已掌握了一些影响蛋白质热稳定性的因素。但由于各种蛋白家族拥有不同的热稳定机制，所以很难获得统一的策略来提高蛋白质热稳定性。热稳定性并没有一个明确的定义或指标，通常是指蛋白质在一定温度下保持其空间构象的能力。酶热稳定性是酶蛋白的一种属性，而酶最适温度(Topt)在一定程度上反映了该属性，因此我们选用脂肪酶最适温度作为酶热稳定性的指标。Anfinsen的蛋白质折叠原理指出蛋白质空间结构信息完全包含在其氨基酸序列之中。一直以来人们就认为蛋白质热稳定性与其氨基酸组成有关，同时受氨基酸之间相互作用的影响。基于这种认识，本发明采用多元逐步回归法分析脂肪酶氨基酸及其二肽与酶T。pt的相关性。由此分析结果不仅能确定与脂肪酶热稳定性相关的氨基酸，而且还可根据二肽确定相关氨基酸与邻近氨基酸的相互作用对热稳定性的影响。能为脂肪酶热稳定机制的阐明、热稳定性的蛋白质工程改造等奠定理论基础。
发明内容
本发明的目的是提供一种脂肪酶最适温度与氨基酸及其二肽之间相关性的计算方法。本发明的技术方案从Swiss-Prot蛋白质数据库中收集微生物脂肪酶序列，查阅相关文献来查找对应的脂肪酶最适温度(T。pt)，经过筛选和整理，获得34条具备最适温度数据的微生物脂肪酶序列。采用多元逐步回归法分析与脂肪酶最适温度相关的氨基酸，获得氨基酸最优回归方程；查找含相关氨基酸的氨基酸二肽，采用多元逐步回归法分析与脂肪酶最适温度相关的氨基酸二肽，获得氨基酸二肽最优回归方程。所述的34种微生物脂肪酶最适温度与氨基酸及其二肽之间相关性的计算方法(1)与脂肪酶最适温度相关的氨基酸采用DNAMAN软件(6. 0版本)计算各条脂肪酶序列中的氨基酸含量；以氨基酸百分含量为自变量，对应的T。pt为因变量，用SAS软件(8. 1版本)进行多元逐步回归分析，从而找到与脂肪酶最适温度有显著相关性的氨基酸。 根据最优回归方程，可获得脂肪酶的计算最适温度(T。al)。(2)与脂肪酶最适温度相关的氨基酸二肽利用Delphi语言编程计算各条脂肪酶序列中的氨基酸二肽个数；基于上述获得的相关性氨基酸，利用Python语言编程从所有氨基酸二肽中筛选出含相关性氨基酸的二肽；用SAS软件对氨基酸二肽个数与最适温度进行多元逐步回归分析，找到与脂肪酶最适温度有显著相关性的氨基酸二肽。根据氨基酸二肽最优回归方程，可获得脂肪酶的计算最适温度(T。al)。本发明的有益效果本发明提供了一种与脂肪酶最适温度相关的氨基酸及其二肽的计算方法。由此计算结果不仅能确定与脂肪酶热稳定性相关的氨基酸，而且还可根据二肽确定相关氨基酸与邻近氨基酸的相互作用对热稳定性的影响。能为脂肪酶热稳定机制的阐明、热稳定性的蛋白质工程改造等奠定理论基础。
具体实施例方式以下结合具体实施例，进一步阐述本发明的操作方法。但是这些实施例仅用于详细说明本发明，而不用于限制本发明的范围。实施例1与脂肪酶最适温度相关的氨基酸(氨基酸的最优回归方程)以脂肪酶氨基酸百分含量为自变量，对应的酶T。pt为因变量，经过多元逐步回归法分析得到氨基酸最优回归方程。根据F-检验，方程中每个变量均达到显著水平(h < 0. 15)，而整个模型达到高度显著程度(已< 0. 001)。氨基酸的最优回归方程中各回归系数保留小数点后面二位有效数字。Tcal = 51. 6-4. 07 [I]-2. 86 [K]-1. 28 [S]+7. 02 [Y] (1)由方程(1)可见，与脂肪酶最适温度有相关性的氨基酸是I、K、S和Y。其中呈正相关性的氨基酸是Y，呈负相关性的有I、K和S。根据方程(1)计算每个脂肪酶的T。al(表 1)，并与文献中查到的T。pt相比较，结果显示其中有4个脂肪酶的计算最适温度T。al与实验最适温度Topt的差距较大(Δ (Topt-Tcal) I > 10°C )。表1. Swiss-Prot中34个脂肪酶氨基酸最优回归方程计算结果
权利要求
1.一种与脂肪酶最适温度相关的氨基酸及其二肽的计算方法，其特征在于从 Swiss-Prot蛋白质数据库中收集微生物脂肪酶序列，查阅相关文献查找相对应的脂肪酶最适温度，经过筛选和整理，获得34个具备最适温度数据的微生物脂肪酶序列。
2.基于权利要求1所述的方法，采用DNAMAN软件(6.O版本)计算各条脂肪酶序列中的氨基酸含量；以氨基酸百分含量为自变量，对应的酶T。pt为因变量，用SAS软件(8. 1版本)进行多元逐步回归分析，从而获得氨基酸的最优回归方程。
3.基于权利要求1和权利要求2所述的方法，利用Delphi语言编程，计算各条脂肪酶序列中的氨基酸二肽个数；利用Python语言编程，从所有氨基酸二肽中筛选出含相关性氨基酸的二肽；用SAS软件(8. 1版本)对氨基酸二肽个数与酶最适温度进行多元逐步回归分析，从而获得氨基酸二肽的最优回归方程。
全文摘要
本发明基于34条微生物脂肪酶氨基酸序列以及多元逐步回归分析法，提出了一种与脂肪酶最适温度相关的氨基酸及其二肽的计算方法。结果显示与酶最适温度呈正相关性的氨基酸是Y，呈负相关性的有I、S、K；呈正相关性的氨基酸二肽有IR、KS、NY、SA、ST和YR，负相关性的有DK、DY、IS、KA、WS、YS和QI。通过最优回归方程检验，发现用相关氨基酸二肽计算出的最适温度与实验最适温度更接近。由此结果不仅能确定与脂肪酶最适温度相关的氨基酸，而且还可根据氨基酸二肽确定相关氨基酸与邻近氨基酸的相互作用对热稳定性的影响。能为脂肪酶热稳定机制的阐明、热稳定性的蛋白质工程改造等奠定理论基础。
文档编号G06F19/24GK102169532SQ201010581438
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者唐存多, 张慧敏, 李剑芳, 邬敏辰 申请人:江南大学