通过截断和定向进化技术改造蔗糖异构酶，以提高其热稳定性和异麦芽酮糖的生产效率

《Journal of Agricultural and Food Chemistry》：Engineering Sucrose Isomerase by Truncation and Directed Evolution for Thermostability and Efficient Isomaltulose Production

通过定向进化改造Pantoea dispersa SIase酶，形成PdSIaseΔ32-V300D/D330T突变体，显著提升其热稳定性和催化效率，最终实现98.9%的蔗糖转化率，为规模化异麦芽酮糖生产奠定基础。

　　

异麦芽酮糖是一种具有广泛应用前景的功能性还原糖，它通过蔗糖异构酶（SIase）从蔗糖中生物合成。然而，由于其不稳定性和活性较低，SIase的实际应用受到了限制。在本研究中，我们通过截短某些可变区域对Pantoea dispersa中的SIase（PdSIase）进行了改造，得到了PdSIaseΔ32，其活性提高了2.29倍。此外，我们开发了一个高通量筛选平台来促进PdSIaseΔ32的定向进化，最终获得了PdSIaseΔ32-V300D/D330T变体，该变体在45°C下的半衰期延长了1.7倍。结构建模和分子动力学模拟表明，这种热稳定性的提升源于链间新氢键的形成。重要的是，使用PdSIaseΔ32-V300D/D330T处理800 g/L的蔗糖后，可生产出791.2 g/L的异麦芽酮糖，转化率达到98.9%。我们的研究结果为SIase的改进提供了快速筛选工具和理论基础，从而推动了异麦芽酮糖的大规模生物合成。