以定位突變方式提升海藻酸鹽裂解酶的催化活性及熱穩定性

學生姓名: 邱琬軒
指導教授: 方翠筠
學期: 113上
摘　　要: 海藻酸鹽由 β-D-甘露醣醛酸 (β-D-mannuronic acid, M) 和 α-L-古洛醣醛酸 (α-L13 guluronic acid, G) 以 β-1,4-糖苷鍵連接，形成三種排列方式：聚-β-D-甘露醣醛酸、聚-α14 L-古洛醣醛酸和雜聚隨機序列這影響了裂解酶的基質特異性。海藻酸鹽裂解酶來自海藻、軟體動物和微生物，降解產物為海藻酸鹽寡糖，具抗腫瘤、免疫調節、抗氧化等生理活性，因此提升海藻酸鹽裂解酶的熱穩定性對工業生產至關重要，故本研究的目的為透過電腦輔助軟體，以定位突變方式提升海藻酸鹽裂解酶的特性。Alg6B 屬於多醣裂解酶(polysaccharide lyase, PL) 第 7 家族，其多重突變體具有比原生型更高的比活性和熱穩
定性，並在 35-60°C 範圍內保持較高活性，結構分析顯示，突變改變了氫鍵數量和位置，增強了酵素與基質的交互作用；FlAlyA 之 25 個突變型中，H71K 和 H176D 的最適作用溫度為 50°C，並有較高的活性及熱穩定性，根據分子動力學模擬顯示，突變體在高溫下有較低的 SASA 值，表示其有更穩定的結構；AlyMc 屬於 PL-7 家族，其突變 型 Q246V、K249V 在 50°C 反應 3 小時，仍保持 60% 以上的相對活性，原生型則下降至 50% 以下，其中 Q246V 具有較好的結構穩定性。透過電腦輔助設計及定位突變方式，可以有效提升素活性及熱穩定性，使海藻酸鹽裂解酶能有效應用於工業化的生產。