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白花蛇舌草天门酰胺蛋白连接酶的结构研究和工程改造

来源: X-MOL 2017-08-02 14:51:56

蛋白连接酶是负责催化两个多肽/蛋白之间或者同一多肽两个末端之间的肽键形成的一类酶。蛋白连接酶是一种非常重要的蛋白工程操控的工具。相对于大量存在的蛋白水解酶，蛋白连接酶非常少见，而且通常催化效率较低，只能相对有效地催化小分子肽之间的连接。在催化大分子蛋白之间的连接时通常效率较低，需要非常大量的蛋白连接酶达到目的。因此，深入研究蛋白酶，发现新的或者改造已有的蛋白酶具有重要的科学研究与实用价值。

2015年，澳大利亚的Anderson, M. A.课题组从白花蛇舌草中发现了识别天门酰胺底物的多肽连接酶，但这种酶的催化效率较低（Nat. Commun., 2015, 6, 10199）。近日，新加坡南洋理工大学生命科学学院结构所的吴彬教授（点击查看介绍）和Julien Lescar教授（点击查看介绍）课题组共同合作，报道了白花蛇舌草天门酰胺蛋白连接酶的结构，这是世界上第一个天门酰胺连接酶的结构。通过与同源结构和蛋白序列相似度极高的天门酰胺水解酶（Legumain）的结构进行对比，他们发现最终可能决定蛋白酶抑或水解酶走向的关键因素。

不仅如此，他们还依据该连接酶的结构对其进行工程改造，发现只要突变一个氨基酸，便可使酶的催化效率提升近200倍，突变后的连接酶可以有效催化大分子蛋白质之间的连接，这是野生型连接酶无法做到的，改进后的蛋白连接酶成为一种重要、实用的蛋白工程操作的工具。

这一成果作为封面文章发表在国际顶级期刊Journal of the American Chemical Society 上，文章的第一作者是新加坡南洋理工大学生命科学学院结构所的博士后研究员杨仁良。该研究受到南洋理工大学结构所博士后基金（杨仁良）以及南洋理工大学南洋助理教授启动基金（吴彬）和AcRF Tier 1基金（Julien Lescar）的大力支持。

生命科学

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