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有机磷酸酯（OPs）由于其极强的的毒性而被用作神经毒剂和杀虫剂,并且由于其对乙酰胆碱酯酶的抑制从而引起严重的环境和人类健康问题。甲基对硫磷水解酶（Methyl parathion hydrolase,MPH）可实现在大肠杆菌的可溶性表达并且可以水解多种有机磷农药进而可用于修复被农药污染的土地。然而,MPH只在某些已知的有机磷农药中体现了降解活性,对有机磷酸酯神经毒剂的水解活性尚未报道,因此,应用生物技术手段开发具有良好的生物稳定性,广谱性,高效率的有机磷农药显得尤为重要。本研究通过随机突变和定点饱和突变的策略,经过两轮的筛选工作,通过搜索和设计远离活性口袋的关键位点,实现了对来源于假单胞菌Pseudomonas sp.WBC-3的甲基对硫磷水解酶的催化效率的提高。论文主要研究结果如下:（1）在第一轮筛选过程中,通过随机突变获得具有催化效率提高的一个四位点突变体D172H/D265V/S277I/K316R。其催化效率(kcat/Km)（337.7μM）为野生型（wild type,WT）（105.3μM）的3.2倍。为了探究四个突变位点中的关键突变,通过将突变体中的四个突变位点进行拆分并重新组合成不同的突变体。最终,关键位点S277被鉴定为可以显著提高底物结合亲和催化效率。（2）进一步将方向集中于277位点的饱和突变,发现在此位点的另外两个突变的Km明显下降,分别为40.2和47.6μM。并且kcat/Km值分别是第一轮筛选到的四位点突变体的3.0和3.2倍,是WT的9.5和10.3倍。在MPH三维结构中,发现S277残基位于loop结构与螺旋结构的铰链区域,其作用可以视为底物在进入结合袋时处充当盖子作用。这表明残基S277位点的突变可以通过底物入口区域的构象变化影响底物结合。（3）通过运用已知的MPH晶体结构信息以及生物信息学分析相结合的策略,更加针对性地选取热点氨基酸进行酶的改造,与野生型MPH相比较,突变体Q272E对底物的催化效率提高到野生型的5.5倍。此研究工作运用随机突变,位点饱和突变,结构和生物信息学分析相结合的策略,从较小的突变库（3800株）中获得具有高催化效率的突变体。