一种具有更高催化效率及耐酸性的双突变降解酶的理性设计，用于降解四种黄曲霉毒素

《Journal of Agricultural and Food Chemistry》：Rational Design of a Dual Mutant Degrading Enzyme with Improved Catalytic Efficiency and Acid Tolerance for Four Aflatoxins

　　

摘要

黄曲霉毒素是原始食品材料及其制品中的主要污染物。开发能够在酸性条件下高效降解多种黄曲霉毒素的酶具有重要的实用价值。在本研究中，对来自土曲霉的黄曲霉毒素降解酶ADPPIII进行了系统性的工程改造。通过优化底物通道，得到了突变体F375L，其与野生型相比，对四种黄曲霉毒素的降解活性高出约两倍。通过中和表面电荷，得到了双突变体F375L-K570Q，其耐酸性能显著提升。在pH 5.0的情况下，其对黄曲霉毒素（AFB₁、AFB₂、AFG₁和AFG₂）的降解率均超过76%，即使在玉米浸出液环境中也能保持较高的降解活性。进一步分析表明，F375L-K570Q突变体具有更强的底物亲和力、更高的催化效率、更好的结构稳定性以及更精准的底物定位能力。这些结果证明，对底物通道残基和表面电荷的协同工程改造能够有效提升催化性能和耐酸能力，为混合黄曲霉毒素污染的生物降解提供了极具前景的酶候选株。