结构修饰提高酶稳定性、活性

酶因其特异性和可持续性而成为广泛应用的绿色催化剂，其稳定性和催化活性是决定酶适用性的关键因素。为满足实际应用需求，通过蛋白质结构修饰赋予其所需的催化特性是当前的研究热点。提高热稳定性的策略有：引入非共价/共价相互作用（疏水相互作用、氢键、盐桥、芳香环相互作用、二硫键）、环截短、C端和N端工程，及增加脯氨酸/减少甘氨酸的数目等；获得具有高效性和多样性的生物催化剂的策略有：降低空间位阻、拓宽催化口袋、增加底物亲和力及调节活性位点灵活性等。然而，在稳定性或催化功能改造的过程中，新突变的引入会削弱其他功能，致使进化过程中稳定性和催化活性相互制约。因此，采用基于理性计算优选突变热点、基于多重蛋白质稳定性或活性改造策略的共进化，以及基于高度稳定的蛋白质骨架创造或/和优化蛋白质功能等多种策略克服酶稳定性-活性之间的权衡。本综述重点阐述了结构修饰方法在提高酶稳定性或/和催化活性方面的应用，并展望了该领域的未来发展前景。