基于结构动态网络刚性化-局部柔性调控的O-琥珀酰-L-高丝氨酸巯基转移酶(MetZ)改造及其底物耐受性提升研究

为解决工业应用中甲基巯基钠高浓度底物耐受性差的问题，研究人员通过动态网络刚性化-局部柔性调控策略对紫色色杆菌(CvMetZ)进行改造，获得活性与稳定性协同提升的突变体T59I/T119Y/A241T，其全细胞半衰期(t1/2)在5%和10%甲基巯基钠中分别提升至20.6 h和7.2 h，为L-甲硫氨酸规模化生物生产奠定基础。

　　

这项突破性研究聚焦于O-琥珀酰-L-高丝氨酸巯基转移酶(MetZ)的工业化应用瓶颈。作为L-甲硫氨酸生物合成的关键酶，野生型MetZ在面临高浓度甲基巯基钠时表现出的脆弱性令人头疼——就像个娇气的化学家，稍遇强刺激就罢工。科研团队巧妙运用"动态网络刚性化-局部柔性调控"的分子手术刀，对紫色色杆菌(CvMetZ)进行精准改造。通过共识序列分析和结构引导设计，最终获得性能爆表的突变体T59I/T119Y/A241T，这个三重突变体就像经过特训的生化战士：在5%甲基巯基钠环境中，全细胞半衰期(t_1/2)从3.3小时飙升至20.6小时；即使面对10%的高浓度底物，稳定性也提升5倍有余。更妙的是，改造后的酶分子成功实现固定化，为L-甲硫氨酸的工业化生产装上了生物催化引擎，这项研究堪称酶分子"刚柔并济"改造的典范之作。