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羧 ylesterases（CES）分类存在难题，研究人员对 Amycolatopsis 属的 CES 开展研究。分析 109 种 CES 蛋白后，识别出关键结构热点，划分出不同 CES 组。该研究为酶工程提供依据，助力生物技术应用。
在生命的微观世界里，酶如同精密的 “分子机器”，操控着各种化学反应。羧 ylesterases（CES，羧酸酯酶）就是其中一类至关重要的酶，它在羧酸酯的水解过程中扮演着核心角色，无论是在维持生物体内正常的生化反应，还是在生物科技领域的广泛应用，都离不开它的参与。
然而，目前对于 CES 的研究存在诸多困境。传统上，CES 被分为非特异性酯酶（EC 3.1.1.1）和脂肪酶（EC 3.1.1.3），但基于底物特异性和抑制剂相互作用的分类方法都不够完善。底物特异性存在重叠，导致酶的鉴定困难；仅依靠与有机磷酯的相互作用进行分类，也无法提供全面、确切的分类框架。而且，在 Actinobacteria（放线菌门）这个能产生众多生物活性化合物的大家族中，Amycolatopsis（拟无枝酸菌属）虽然有着合成多种珍贵抗生素、免疫抑制剂等的能力，但其酯酶的研究却相对滞后，结构特征、功能特性和分类都有待深入挖掘。
为了突破这些困境，来自泰国 Suan Sunandha Rajabhat University 和 Mahidol University 的研究人员展开了一项深入的研究。他们的研究成果发表在《Computers in Biology and Medicine》上，为我们揭示了 CES 的神秘面纱。
研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：从 National Center for Biotechnology Information（NCBI）和 Swiss Institute of Bioinformatics server 获取 CES 序列，利用 Clustal Omega Multiple Sequence Alignment 程序和 MultAlin server 进行序列比对、相似性和同源性分析。
研究结果
- 序列特征：研究人员从 NCBI 检索到 23 条浅白拟无枝酸菌（Amycolatopsis eburnea）的羧 ylesterase（CES）序列，其中包括 21 条酯酶和 2 条脂肪酶。这些序列与 Amycolatopsis 属其他物种的 CES 序列相似度极高，超过 95.5%。这表明浅白拟无枝酸菌的 CES 可能在属内具有一定的代表性。
- CES 分组：基于氨基酸组成和分子量，研究人员识别出三个不同的 CES 组。在这些组中，丙氨酸、甘氨酸和缬氨酸是含量最为丰富的氨基酸残基。同时，等电点的范围在 4.9 至 10.27 之间，存在较大差异。
- 聚类分析：通过无监督凝聚层次聚类方法，研究人员将 CES 分为两个主要的簇。基于溶剂可及性的分析显示，这两个簇的结构相似度超过 99.6%。平均溶剂可及表面面积（SASA）为 9750 ?2，其中主链区域的溶剂暴露程度比侧链更高（分别为 7888 ?2和 3037 ?2）。
- 关键结构热点：研究还确定了对酶稳定性和折叠至关重要的关键结构热点。这些热点区域可能成为蛋白质工程的潜在靶点，为后续优化酶的性能提供了方向。
研究结论与讨论
综合来看，该研究全面地剖析了浅白拟无枝酸菌中 CES 的结构复杂性，通过结合溶剂可及表面面积和结构序列保守性，成功地识别出 3D 结构中的关键热点残基和区域。机器学习技术的运用，不仅有效地对 3D 结构进行了聚类分析，还揭示了更多可应用于新型酶工程的细节信息。
这些研究成果意义重大。从理论层面，它深化了我们对 CES 结构决定其功能机制的理解，为进一步探索酶的催化活性提供了理论依据。从应用角度，明确的关键结构热点为蛋白质工程提供了精准的靶点，研究人员可以基于这些信息，运用理性设计策略，有针对性地优化酶的性能和稳定性，进而推动生物技术领域的发展，如在药物合成、环境污染物降解等方面发挥重要作用。
