蛋白質(zhì)作為藥物、生物制劑和催化劑被廣泛應(yīng)用，其穩(wěn)定性對于生物技術(shù)應(yīng)用具有重要影響。通常，蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性可以通過定向進(jìn)化、序列同源比對和理性設(shè)計來完成。上述方法都有各自優(yōu)勢和缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中方法的適用性和成功率通常依賴于蛋白質(zhì)體系本身。
近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所仿真模擬團(tuán)隊設(shè)計出一套計算機(jī)虛擬篩選結(jié)合分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，成功提高了枯草芽孢桿菌藍(lán)色熒光蛋白質(zhì)YtVA LOV的穩(wěn)定性。該方法主要包括如下步驟：1.采用計算機(jī)模擬對可能的熱穩(wěn)定突變進(jìn)行篩選；2.對篩選出較重要突變體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；3.用計算模擬對實(shí)驗(yàn)確認(rèn)的位點(diǎn)及其周圍進(jìn)行氨基酸再優(yōu)化；4.對優(yōu)化的突變位點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)表征；5.對獲取的穩(wěn)定突變進(jìn)行組合。實(shí)驗(yàn)中，采用該方法成功將YtVA LOV的Tm值提高了31 C（圖1）。
圖1.YtVA LOV熒光強(qiáng)度隨溫度的變化曲線。
該方法的優(yōu)勢在于不受蛋白質(zhì)體系本身限制，理論上可以用來提高任何具有三維結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，對穩(wěn)定性差的蛋白質(zhì)制劑改性具有重要意義。該研究成果已經(jīng)在線發(fā)表于Plos Computational Biology。
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http://www.ploscompbiol.org/article/info:doi/10.1371/journal.pcbi.1003129
（仿真模擬團(tuán)隊供稿）
