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從分子角度探討經 SpyTag/SpyCatcher 環化對於不同酵素之穩定性影響

學生姓名: 黃乙淇
指導教授: 林泓廷
學期: 113上
摘  要: 酵素在高溫下穩定性差、容易失活等缺點,為了使酵素能廣泛應用於大規模工業發展,熱穩定性是首要改善的目標之一,蛋白質環化已成為提高酵素熱穩定性的方法。本次報告主要探討透過 SpyTag/SpyCatcher 環化是否能改善酵素在使用上的缺點,並從分子層面如分子結構、分子動力學模擬等角度解釋環化影響酵素熱穩定性的原因。根據文獻結果指出使用 SpyTag/SpyCatcher 能成功環化並表現 β-葡萄糖苷酶、海藻糖合成酶 (TreS) 及地衣多醣酶,其熱穩定性相較游離酵素皆有提升。在 β-葡萄糖苷酶部分也針對胜肽標籤的融合順序是否對環化造成影響進行實驗,透過分子結構模擬分析可知優先轉譯 SpyTag 能幫助蛋白質折疊並環化成良好構型;在海藻糖合成酶部分,額外使用定點突變的方式與環化酵素比較 pH 值、溫度、酵素動力學及熱穩定性差異,並透過分子動力學模擬解釋熱穩定性增加的原理。為了觀察地衣多醣酶和 SpyTag/SpyCatcher 的界面間的相互作用,以突變方式改變胺基酸帶電型態,根據結果可知,靜電力可能在蛋白質辨識過程中發揮靜電引導作用,可促進蛋白質-蛋白質相互作用的形成並提供方向性,對於熱穩定性會有更大的影響。綜合三篇文獻結論,從分子層面能更進一步了解環化酵25 素影響熱穩定性的原因,更能合理的解釋在熱穩定性數據上的差異。
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