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植物乳植杆菌RS20D源酚酸脱羧酶LpPAD催化咖啡酸的表征及分子动力学模拟
来源:导入 阅读量: 0 发表时间: 2026-07-17
作者: 赵润棠,成玉,胡子寒,王培芳,李建龙,刘书亮,李琴
关键词: 酚酸脱羧酶;咖啡酸;酶学性质;分子动力学模拟;等温滴定量热
摘要:

酚酸脱羧酶(phenolic acid decarboxylase,PAD,EC 4.1.1.102)能够特异性催化酚酸类底物发生不可逆的脱羧反应,生成相应的4-乙烯基衍生物,在食品风味强化与生物催化领域具有重要应用价值。不同菌株所产PAD的酶学性质存在显著差异,这极大限制了对其针对性的开发与应用。因此,从特定菌株中发掘新型PAD并系统解析其酶学特性,对于拓展该酶的资源库并推动其实际应用具有重要意义。从植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)RS20D中克隆PAD基因并予以表达,获得重组PAD(LpPAD)。酶学性质研究表明,LpPAD对咖啡酸具有最高比活力及催化效率。通过分子动力学模拟,发现LpPAD结合咖啡酸后,酶构象稳定性增强、活性中心柔性优化、结构互补性提升。结合等温滴定量热法分析,证实LpPAD与咖啡酸结合过程存在强协同效应,具有最低解离常数及最大熵变贡献,表明LpPAD与其结合稳定性及反应驱动力显著优于其他酚酸底物。本研究阐明了LpPAD特异性催化咖啡酸的构效关系,为定向改造PAD及4-乙烯基邻苯二酚的工业生物制造提供了一定的理论依据。

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