生物工程学报

作者：林伟斌，黄博文，万吉林，童星，侯莎

单位：1广东海天创新技术有限公司，广东 佛山 528099;2天典(广东)生物科技有限公司，广东 佛山 528000

关键词：植酸酶;理性设计;热稳定性;分子动力学模拟;氢键分析

植酸酶(phytase, EC 3.1.3.8)是一种可以特异性水解植酸的酶，其产物为正磷酸盐、肌醇磷酸异构体及游离肌醇，是一种具有前景的食品用酶。本研究为了提高来源于塔宾曲霉(Aspergillus tubingensis)的植酸酶的热稳定性，通过FirePort平台预测突变对蛋白稳定性的影响，结合FoldX和Rosetta工具的突变自由能进行突变筛选，最终构建了4种不同的突变体，并筛选出最优的突变体T273K表征其酶学性质。突变体T273K在60 ℃的半衰期比野生型提高了67.56%，80 ℃时的半衰期相对于野生型提高了92.86%，催化效率(k_cat/K_m)为196.11 L/(μmol·min)，相对野生型提高了50.56%。这些结果均说明突变体的热稳定性及活力均有所提高。动力学模拟分析发现，突变体T273K远端片段(205-210，380-400)的盐桥数量显著增加，导致蛋白质整体刚性增加，进而提升整体蛋白质热稳定性。本研究成功筛选出一个突变体T273K，有效提高了植酸酶的热稳定性，并通过动力学模拟分析发现局部突变体对远端片段盐桥进行重塑，从而提升了蛋白质整体刚性使得热稳定性增加，为后续有关酶热稳定性改造提供了一种有效的路径。

来源：2026年第3期

《生物工程学报》期刊编辑部

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