計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)有助提高蛋白質(zhì)穩(wěn)定性

近日，中科院青島生物能源與過程研究所仿真模擬團(tuán)隊(duì)近日設(shè)計(jì)出一套計(jì)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)YtVALOV的穩(wěn)定性。

蛋白質(zhì)作為藥物、生物制劑和催化劑被人們廣泛應(yīng)用，其穩(wěn)定性對(duì)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(duì)和理性設(shè)計(jì)來完成，但這些方法都各有優(yōu)缺點(diǎn)。

科研人員介紹，該方法主要包括5個(gè)步驟。首先，科研人員采用計(jì)算機(jī)模擬對(duì)可能的熱穩(wěn)定突變進(jìn)行篩選。第二步，他們對(duì)篩選出的較重要突變體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。第三個(gè)程序，他們使用計(jì)算模擬對(duì)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。之后，他們對(duì)優(yōu)化的突變位點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)表征。最后，科研人員再對(duì)獲取的穩(wěn)定突變進(jìn)行組合。實(shí)驗(yàn)中，采用該方法成功將枯草芽孢桿菌藍(lán)色熒光蛋白質(zhì)YtVALOV的Tm值(DNA熔解溫度)提高了31℃。

據(jù)介紹，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(duì)穩(wěn)定性差的蛋白質(zhì)制劑改性具有重要意義。