計算機輔助設計有助提高蛋白質穩(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隊近日設計出一套計算機虛擬篩選結合分子生物學實驗方法，成功提高了枯草芽孢桿菌藍色熒光蛋白質YtVALOV的穩(wěn)定性。

蛋白質作為藥物、生物制劑和催化劑被人們廣泛應用，其穩(wěn)定性對于生物技術應用具有重要影響。通常蛋白質的穩(wěn)定性可以通過定向進化、序列同源比對和理性設計來完成，但這些方法都各有優(yōu)缺點。

科研人員介紹，該方法主要包括5個步驟。首先，科研人員采用計算機模擬對可能的熱穩(wěn)定突變進行篩選。第二步，他們對篩選出的較重要突變體進行實驗驗證。第三個程序，他們使用計算模擬對實驗確認的位點及其周圍進行氨基酸再優(yōu)化。之后，他們對優(yōu)化的突變位點進行實驗表征。最后，科研人員再對獲取的穩(wěn)定突變進行組合。實驗中，采用該方法成功將枯草芽孢桿菌藍色熒光蛋白質YtVALOV的Tm值(DNA熔解溫度)提高了31℃。

據介紹，該方法的優(yōu)勢在于不受蛋白質體系本身限制，理論上可以用來提高任何具有三維結構的蛋白質的穩(wěn)定性，對穩(wěn)定性差的蛋白質制劑改性具有重要意義。