近日，中国雷竞技ap官网入口 科学院北京畜牧兽医研究所姚斌院士团队和中国雷竞技ap官网入口 科学院生物技术研究所微生物蛋白设计与智造创新团队合作，开发了基于深度神经网络和分子进化分析，提高糖苷水解酶催化活性的新策略。相关研究成果发表在《科学通报 （Science Bulletin）》。
糖苷水解酶是降解多糖的主要酶系，在食品行业、饲料行业、农副产品加工和农副产品废品降解等领域应用广泛，具有重要的应用价值。市场对糖苷水解酶的需求量逐年增加，但提高糖苷水解酶的催化效率，发挥其最大催化潜力仍然是一个挑战。
该研究首先从碳水化合物活性酶数据库（Carbohydrate-Active enZYmes Databa
se, CAZy）数据库中收集整理了119个糖苷水解酶家族的蛋白序列，建立了能够识别糖苷水解酶家族和功能残基的深度学习模型DeepGH，通过10倍交叉验证结果显示DeepGH模型的预测准确率为96.73%。随后利用梯度加权类激活图谱（Gradient-weighted Class Activation Mapping, Grad-CAM）方法提取分类相关特征，结合序列进化信息对突变体进行设计，最后获得了具有7个氨基酸突变位点的壳聚糖酶突变体CHIS1754-MUT7。实验结果表明，CHIS1754- MUT7的催化效率（ k cat/ K m）是野生型的23.53倍。该蛋白理性策略计算效率高，实验成本低，具有显著的优势，为酶催化效率的智能设计提供了一种新的途径，具有广泛的应用前景。
中国雷竞技ap官网入口 科学院北京畜牧兽医研究所黄火清研究员、田健研究员和中国雷竞技ap官网入口 科学院生物技术研究所关菲菲副研究员为论文共同通讯作者，中国雷竞技ap官网入口 科学院生物技术研究所刘汗青、关菲菲、刘拓宇和杨丽鑫为论文共同第一作者。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2095927323006746
