杏鑫怎么样?_江南大学徐岩教授团队聂尧教授课题组在Biotechnology Advances发表了计算机辅助认识

杏鑫测速地址 www.etaoshi.com 2年前 (2022-07-24) 170次浏览

责任编辑:食品科学

酶具有化学选择性、区域选择性和立体选择性,因而能够实现手性分子的不对称合成。然而,由于天然存在的酶通常表现出低活性或低选择性,理解酶的选择性并对其调控具有一定挑战。高性能计算机和高精度计算方法的进步为本领域提供了新的思路。对此,江南大学生物工程学院聂尧教授课题组基于不对称酶催化的整个循环过程,综述了计算机辅助理解和改造酶选择性的相关内容。该文章以“Computer-aided understanding and engineering of enzymatic selectivity”为题正式发表于Biotechnology Advances(IF=14.227)。聂尧教授和徐岩教授为共同通信作者,2019级博士研究生伍伦杰为论文第一作者。

文章首先详细阐述混合量子力学/分子力学方法(QM/MM)、量子化学团簇方法(QM-Cluster)两种最常用的QM计算方法在酶选择性理论计算中的应用,对酶促不对称催化机制的理解将有助于酶选择性的调控。其次,酶活性口袋中关键残基与底物之间复杂而精确的相互作用网络是支持精准催化不对称反应的分子基础。根据这一思想,总结了酶-配体相互作用指导酶选择性改造策略:①基于活性口袋的改造策略,②基于不对称催化机制的酶-配体相互作用的从头酶设计。最后,分析了酶通道改造对酶选择性的影响。比如,调整酶通道中残基的侧链尺寸以接受大位阻的手性底物,从而增强对高附加值的手性底物的酶选择性;或者重塑酶通道中关键残基的空间排布以控制手性底物进入活性中心的pro-S/R取向,最终调节甚至反转酶的选择性。



项目资助

本项工作得到国家自然科学基金(21676120、31872891)、国家轻工技术与工程一流学科自主课题(LITE2018-09)等项目的联合资助。



通信作者简介





徐 岩 教授

江南大学 副校长

徐岩,教授,博士导师,江南大学副校长,美国化学学会(ACS)农业与食品化学部Fellow、教育部同等级人才计划创新团队的发展计划团队带头人、首批教育部新世纪优秀人才、全国优秀教师、享受国务院政府特殊津贴。

徐岩教授主要从事酿造科学与工业酶学领域科学研究,通过在酿造发酵过程中群体微生物结构与功能、微生物及其代谢机理、微生物新酶及其分子改造等研究工作,从基因组学、蛋白组学和代谢组学的水平上,解析微生物发酵机制、探索微生物酶蛋白的结构与催化功能的相互关系,提升和改造传统发酵工艺,采用发酵技术和酶技术发掘和延展新的生物制造过程,满足工业生物制造的需求。

徐岩教授先后主持国家十三五重点研发计划项目、“973计划”、“863 计划”、国家科技支撑计划、国家自然科学基金(重点项目)等国家级重大科研项目18 项。发表高水平SCI论文270余篇(TOP级期刊论文82 篇),申请国家发明专利150余项(其中国际专利11 项),授权90余项(其中国际专利9 项)。在传统发酵工程领域,针对中国传统酿造等相关产业的技术水平,形成的风味导向学术思想,成果辐射全国,推动了产业的改造。在包括茅台、五粮液、洋河等40余家全国知名白酒企业实现科技成果转化。在食品生物技术领域,开发的高效安全焙烤专用脂肪酶打破国际垄断,实现在3家企业产业化规模发酵制备与应用效果显著。研究成果以第一完成人荣获国家技术发明二等奖,中国专利银奖、中国轻工业联合会技术进步奖一等奖,中国商业联合会科学技术奖特等奖等国家级及省部级奖励13 项。

徐岩教授目前担任江南大学酿酒科学与酶技术中心主任、中国酒业协会副理事长,中国酿酒工业协会白酒技术委员会副主任,中国蒸馏酒产业技术创新战略委员会理事长。担任Systems Microbiology and Biomanufacturing 期刊主编,Bioresouce and Bioprocess、微生物学报、食品生物技术等多本学术期刊编委。





聂 尧 教授

江南大学生物工程学院

聂尧,教授、博士生导师。长期从事微生物分子酶学与催化工程的理论及应用等方面的研究,主要承担酶与酶工程、新生研讨课、学科前沿进展等课程的讲授工作。近年来共发表高水平研究论文100余篇,他引600多次,出版专著(或教材)3 部;申请发明专利24 项,授权发明专利16 项,其中国际发明专利1 项;主持和参与包括国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目课题、973项目课题、863项目课题、江苏省自然科学基金等在内的省部级科研项目12 项;获得中石化联合会青年科技突出贡献奖(2019)、教育部技术发明奖一等奖(2009)、中石化联合会技术发明奖一等奖(2017)、江苏省科学技术奖二等奖(2014)、中国产学研促进会创新成果奖(2011)等科研奖励。入选国家“特殊支持计划”青年拔尖人才、江苏省“六大人才高峰”、江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人、江苏省“333 工程”中青年科学技术带头人等人才项目。兼任中国化工学会生物化工专业委员会常务委员,
Systems Microbiology and Biomanufacturing客座编辑,
Frontiers in Bioengineering and Biotechnology
Bioresources and Bioprocessing
Fungal Biology and Biotechnology等学术期刊编委。
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