球形节杆菌尿酸酶(Uricase)的结构解析与功能改造：催化活性与热稳定性的分子机制

高尿酸血症和痛风已成为全球健康焦点，开发高效安全的降尿酸疗法迫在眉睫。研究人员针对球形节杆菌尿酸酶(AgUricase)开展结构导向工程改造，通过理性设计靶向尿酸结合口袋、哺乳动物差异区及底物通道，构建14个突变体并发现T67A等关键位点显著影响酶活与热稳定性。分子动力学模拟揭示L254N/P259K突变体催化活性提升，为优化尿酸酶疗法提供新思路。

　　

高尿酸血症(hyperuricemia)和痛风(gout)的全球流行趋势，催生了对尿酸代谢关键酶——尿酸酶(uricase)的深入研究。球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)来源的尿酸酶(AgUricase)因其卓越的催化效率和热稳定性成为理想研究对象。科研团队采用结构导向的理性设计策略，精准锁定三大关键区域：尿酸(uric acid)结合口袋、与哺乳动物尿酸酶的结构差异区、以及预测的底物通道。

通过定点突变(site-directed mutagenesis)构建的14个重组突变体中，T67A、K157A等8个位点被证实会显著削弱酶活或热稳定性。分子动力学(MD)模拟动态展示突变引起的结构扰动机制。令人振奋的是，L254N和P259K突变体竟突破野生型(WT)的催化效率天花板，尽管热稳定性略有妥协。这些发现不仅揭示了底物通道邻近残基对酶功能的精密调控作用，更为设计新一代抗痛风生物药物提供了分子蓝图。