22日，記者從中國農業科學院獲悉，該院北京畜牧獸醫研究所姚斌院士團隊和生物技術研究所微生物蛋白設計與智造創新團隊合作，利用深度神經網絡和分子進化分析，創建了提高糖苷水解酶催化效率的新策略。相關研究成果日前發表于我國學術期刊《科學通報》。
據論文通訊作者、中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所研究員田健介紹，糖苷水解酶，是一類水解糖苷鍵的酶，在生物體糖和糖綴合物的水解與合成過程中扮演著重要角色，廣泛應用于食品、飼料、農副產品加工和廢品降解等領域。市場對糖苷水解酶的需求量逐年增加，但提高糖苷水解酶的催化效率，發揮其最大催化潛力仍然是一個挑戰。
圖為提高糖苷水解酶催化效率的工作框架。中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所供圖
科研人員首先從碳水化合物活性酶數據庫中收集整理了119個糖苷水解酶家族的蛋白序列，建立了能夠識別糖苷水解酶家族的深度學習模型，該模型的預測準確率達到96.73%。隨后，利用梯度加權類激活圖譜方法，結合序列進化信息對突變體進行了設計，獲得了具有7個氨基酸突變位點的殼聚糖酶突變體CHIS1754-MUT7，該突變體的催化效率是野生型的23.53倍。
“該研究創建的提高糖苷水解酶催化效率的新策略，計算效率高，實驗成本低，具有廣闊的應用前景。同時，為提升酶催化效率的智能設計提供了重要參考。”田健說。
