22日，记者从中国农业科学院获悉，该院北京畜牧兽医研究所姚斌院士团队和生物技术研究所微生物蛋白设计与智造创新团队合作，利用深度神经网络和分子进化分析，创建了提高糖苷水解酶催化效率的新策略。相关研究成果日前发表于我国学术期刊《科学通报》。
据论文通讯作者、中国农业科学院北京畜牧兽医研究所研究员田健介绍，糖苷水解酶，是一类水解糖苷键的酶，在生物体糖和糖缀合物的水解与合成过程中扮演着重要角色，广泛应用于食品、饲料、农副产品加工和废品降解等领域。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。
图为提高糖苷水解酶催化效率的工作框架。中国农业科学院北京畜牧兽医研究所供图
科研人员首先从碳水化合物活性酶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的深度学习模型，该模型的预测准确率达到96.73%。随后，利用梯度加权类激活图谱方法，结合序列进化信息对突变体进行了设计，获得了具有7个氨基酸突变位点的壳聚糖酶突变体CHIS1754-MUT7，该突变体的催化效率是野生型的23.53倍。
“该研究创建的提高糖苷水解酶催化效率的新策略，计算效率高，实验成本低，具有广阔的应用前景。同时，为提升酶催化效率的智能设计提供了重要参考。”田健说。
