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—— 中国食品杂志社
通过定点随机突变技术，提高天冬氨酸代谢途径中首个关键限速酶天冬氨酸激酶（aspartate kinase，AK）的催化活力，减弱或解除代谢产物对其协同反馈抑制，并通过Discovery Studio等软件对其空间结构进行分析，借助分子动力学模拟对其机制进行分析。首先选择ATP附近关键残基位点，在前期T379N/A380C/G171I突变株的基础上进行突变株构建，然后通过高通量筛选，获得酶活力显著提高的突变株T379N/A380C/G171I/S227D。动力学分析显示，Vmax值增至242.05 U/（mg·min），较T379N/A380C/G171I突变株（187.88 U/（mg·min））提高到1.28 倍，较野生型（wild type，WT）AK（3.01 U/（mg·min））提高到80.41 倍；Km值减小为1.35 mmol/L，底物亲和力增大。最后通过Discovery Studio软件和分子动力学模拟分析发现，突变后体系状态稳定，与ATP的氢键占有率增加，与底物的结合稳定性增强，有利于催化反应进行。酶学性质研究表明：该突变株T379N/A380C/G171I/S227D的最适反应温度增至30 ℃，较WT和T379N/A380C/G171I分别提高5 ℃和2 ℃；最适pH值为8.5，较T379N/A380C/G171I（pH 9.0）减小0.5；半衰期为3.9 h，较T379N/A380C/G171I延长0.8 h；且在不同浓度抑制剂Lys、Thr和Met以及Lys＋Thr、Lys＋Met、Thr＋Met和Lys＋Thr＋Met不同组合存在情况下，该突变株表现出明显的激活作用，抑制效果减弱显著，激活作用最高143.35%。
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