基于α-氨基酸酯酰基转移酶EAET分子改造与工艺优化高效合成丙氨酰-谷氨酰胺二肽

本研究通过分子工程改造获得高性能α-酯酰基转移酶（EAET），系统性优化酶生产条件与催化参数，在300 mM底物浓度下实现82.59%转化率，突破了丙氨酰-谷氨酰胺（Ala-Gln）酶法合成瓶颈，为工业化生产提供绿色高效新策略。

　　

研究亮点

本研究通过分子工程对源自短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）的α-酯酰基转移酶（EAET）进行改造，采用AlphaFold3构建高精度结构模型（pLDDT/ipTM/PAE验证），经半理性设计获得F330Y突变体，其酶活提升1.5倍且30°C下半衰期延长1.3倍。分子动力学模拟显示突变体330位点柔性增加并形成额外氢键，共同促进催化效率与热稳定性提升。通过响应面法优化使酶活达218.20 U/mL[91.3 U/(mL·OD₆₀₀)]，系统优化催化参数（pH/温度/底物比/浓度/酶量/反应时间）后，在300 mM底物浓度下实现82.59%转化率，显著超越现有水平。

结论

本研究通过分子工程成功开发出高性能α-酯酰基转移酶（EAET），显著提升了丙氨酰-谷氨酰胺（Ala-Gln）的酶法合成效率。工程化EAET展现出卓越的催化活性与稳定性，在高底物浓度（300 mM）下通过系统优化实现了超越既往研究的转化率。结合计算生物学与实验验证，本研究为酶催化二肽合成提供了创新性策略，具有重要工业应用前景。