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L-丝氨酸在医药和食品等领域都有广泛应用。生物酶转化法因其反应条件温和、产物单一等优点,是目前生产L-丝氨酸的主要途径。但是该法所需的丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)耐热性较差,限制其工业应用水平。蛋白质改造提高SHMT耐热性能是目前的研究热点之一。大肠杆菌的SHMT具有较好研究基础,可作为其他同源蛋白研究的模式酶。进一步利用分子动力学模拟辅助对SHMT进行改造,有望获得耐热性好的SHMT。本文以大肠杆菌SRZ018为对象,克隆表达SHMT编码基因gly A,分离纯化该纯蛋白并研究其理化性质。在此基础上,对SHMT进行分子动力学模拟,以期为定点突变提高SHMT耐热性能提供科学依据。取得主要研究结果如下:(1)建立了SHMT的原核表达体系,通过表达SHMT编码基因gly A并分离纯化获得了该蛋白。从大肠杆菌SRZ018中成功扩增SHMT编码基因gly A,并构建原核表达载体pET-28a-glyA,以E.coli BL21为宿主实现大量表达目标蛋白,并用Ni-NTA树脂纯化SHMT,确定了洗脱液中咪唑最适浓度为150 mmol/L,获得的酶蛋白溶液浓度为1.0 mg/mL,满足后续实验要求。(2)建立了SHMT体外反应体系。对影响体外反应的CTAB、PLP和DL-β-苯基丝氨酸进行了优化,发现反应体系中含有0.03 g/L的CTAB、50μmol/L的PLP和200mmol/L的DL-β-苯基丝氨酸时的反应效果最佳。(3)研究了SHMT的pH稳定性和热稳定性。发现SHMT最适pH为7.5,且在pH6.5-8.0下处理1 h仍能保持85%以上的相对酶活,表明pH稳定性良好;最适温度为40℃,且在35-70℃下处理10 min,剩余酶活均低于80%,酶活下降明显,表明温度稳定性较差。(4)采用分子动力学模拟确定了提高SHMT耐热性的突变位点。使用分子动力学模拟软件Gromacs对SHMT进行模拟,通过分析RMSF值,确定了SHMT的G151柔性较大。进一步将151位的甘氨酸(G)突变为丙氨酸(A)后进行再次模拟,结果显示,G151 A突变将会提高蛋白质热稳定性。