β-乳球蛋白，一种新的乳清蛋白：计算重设计提高了稳定性和营养组成

蛋白质工程和精准发酵为通过提高食品蛋白的溶解性、稳定性、功能特性或营养组成来提升其价值提供了机遇。在本研究中，我们以β-乳球蛋白（BLG）作为模型蛋白，考察最先进的计算蛋白设计方法如何影响这些性质。 首先，采用基于深度学习的设计工具ProteinMPNN对BLG最多20%的残基进行改造，以提高其稳定性。其次，采用基于物理的建模平台PyRosetta，寻找BLG中能够容纳更高支链氨基酸（BCAA）含量的位置，并同时替换最多10个残基。对ProteinMPNN变体和稳定化的BCAA富集变体的实验表征表明，它们与天然BLG具有相似的二级结构和寡聚状态。ProteinMPNN变体表现出更高的产量和最高达15°C的热稳定性提升，并且这与液滴张力测定中表面压力变化速率的改变相关。稳定化的BCAA富集突变体表现出改变的酸溶解性。本文给出了计算获得的生物物理学指标与实验性质之间的相关性，并表明表面疏水性对蛋白产量具有一定的预测能力。

蛋白质工程和精准发酵为通过改善食品蛋白的溶解性、稳定性、功能特性或营养组成来提升其价值提供了机会。在本研究中，我们以β-乳球蛋白（BLG）作为模型蛋白，探究最先进的计算蛋白质设计方法如何影响这些性质。首先，采用基于深度学习的设计工具ProteinMPNN，对BLG中最多20%的残基进行改造，以提高其稳定性。其次，利用基于物理的建模平台PyRosetta，寻找BLG中能够容纳更高支链氨基酸（BCAA）含量的位置，并同时替换最多10个残基。对ProteinMPNN变体和经稳定化的BCAA富集变体的实验表征表明，它们与天然BLG具有相似的二级结构和寡聚状态。ProteinMPNN变体表现出更高的产量和最高达15℃的热稳定性提升，并且这与液滴张力测定中表面压力变化速率的改变相关。经稳定化的BCAA富集突变体表现出改变的酸溶解性。本文还给出了计算获得的生物物理学指标与实验性质之间的相关性，并表明表面疏水性对蛋白产量具有一定的预测能力。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.17.745312v1?rss=1

🏷️ 计算蛋白设计 β-乳球蛋白 蛋白质工程 热稳定性 精准发酵 营养优化