化污生境来源纤维素酶的离子液体耐受性定向进化及结构-耐性关系研究

项目名称： 化污生境来源纤维素酶的离子液体耐受性定向进化及结构-耐性关系研究

项目编号： No.21406083

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 许家兴

作者单位： 淮阴师范学院

项目金额： 25万元

中文摘要： 离子液体可以直接溶解纤维素，因此在该类介质中对处于溶解或疏松态的纤维素进行酶解能够有效解除底物致密性对酶契合的阻碍，但纤维素酶在其中易失活是该策略工业化应用中的瓶颈问题。本项目以来源于化污生境且耐受离子液体的纤维素酶为典型材料，依据协同进化网络与酶环境稳定性间的关联性，选取协同进化位点为关键位点，旨在通过优化协同位点间的协作关系进一步拓展其离子液体耐性。拟靶向性地对协同位点饱和突变并筛选显著突变体，进而以正突变体为模板对相邻协同位点进行次轮突变，依次循环，迭代积累协同位点在维持离子液体耐性方面的协作效应；随后建立人工神经网络模型，理性指导正突变的叠加再进化，构建适用于高浓度离子液体体系的突变酶，并探索酶结构参数与耐性间的关联性。本研究有望开辟纤维素高效绿色转化的新途径，同时能为酶离子液体耐受机理解析提供理论支持。项目中新颖的进化思路也将为酶类耐热、耐盐等环境适应特性的改造提供方法学借鉴。

中文关键词： 酶定向进化；纤维素酶；离子液体耐受性；协同进化位点；迭代饱和突变

英文摘要： It is an advanced strategy to hydrolyze dissolved or porous cellulose in ionic liquid (IL) by cellulase. However, the deactivation of cellulase in IL restricts the industrial application of the strategy. Co-evolutionary mechanism plays important role in t

英文关键词： Enzyme directed evolution；Cellulase；Ionic liquid tolerance；Coevolving amino acids；Iterative saturation mutagenesis