1. 研究目的与意义
葡萄糖异构酶(glucoseisomerase, gi)又称d-木糖异构酶（d-xyloseisomerase），为一种水溶性酶。1957年在嗜水假单胞菌中最早发现了gi，它能催化d-葡萄糖至d-果糖的异构化反应，特别是在果葡糖浆的生产中，是工业上大规模从淀粉制备高果糖浆(highfructosecordsyrup，hfcs)的关键酶。全球每年大概有300万吨利用gi制备而来。果葡糖浆是一种食品工业中极为普遍的食品添加剂（甜味剂），日常生活中常见的食品如：糖果、甜味饮料、酸奶等中，都能发现它的踪迹。
酶与底物的结合机制是近年来酶工程的研究热点。常见的底物结合基团的改进方法有：对于底物中的极性带电基团，通常可以由结合位点残基通过电荷作用进行结合，极性非带电基团可以通过极性相互作用进行结合，并且都可以将远距离的氨基酸残基通过诱导效应发挥作用；对于底物中的非极性芳香性基团，某些π-π作用或p-π作用可以加强非极性作用的结合；但是对于底物中的非极性脂肪链基团，除了范德华力引发的位阻效应，其结合机制是否有其他作用力参与，极性基团与非极性基团的位阻效应是否有区别，远距离氨基酸是否有贡献目前尚无对此问题的成熟解决方案，对长链底物进行改造的成功案例尚较少。
2. 研究内容和预期目标
本实验拟对5-磷酸核糖异构酶B的对5-磷酸核糖和鼠李糖的反应机理进行研究，首先使用SWISS-MODEL 在线服务器进行来自苍白杆菌LLZ01的5-磷酸核糖异构酶B进行三维结构建模，并对其进行评估，作为后续研究的基础。本实验的第二个研究内容是探索5-磷酸核糖异构酶B对不同类型的底物，主要包括5-磷酸核糖和鼠李糖的活性机制，对其活性机理进行解释，并获得一些5-磷酸核糖异构酶B的作用规律。本实验的第三个研究内容是在上述研究的基础上，选择可能的突变位点并进行虚拟突变，对突变体与新型底物的活性做出预测。
本实验的预期目标是探索5-磷酸核糖异构酶B的反应机理，并确定其结构功能之间的关系。
3. 研究的方法与步骤
1、搜索获得目标5-磷酸核糖异构酶b的建模模板；
2、对5-磷酸核糖异构酶b进行建模并进行评估；
3、将5-磷酸核糖异构酶b的模型与5-磷酸核糖进行对接，并根据对接结果解释其活力变化；
4. 参考文献
[1]prier ck, zhang rk, buller ar, brinkmann-chen s, arnold fh. enantioselective,intermolecular benzylic c–h amination catalysed by an engineered iron-haemenzyme. nature chem. 2017, 9: 629-634.
[2]wang j, ilie a, yuan s, reetz mt. investigating substrate scope andenantioselectivity of a defluorinase by a stereochemical probe. j. am. chem.soc. 2017, 139: 11241–11247.
[3]turner nj. ammonia lyases and aminomutases as biocatalysts for the synthesis ofalpha-amino and beta-amino acids.engineering the third wave of biocatalysis. curr. opin. chem. biol.2010, 15: 234–240.
5. 计划与进度安排
1. 2022-12-20～2022-1-20 接受任务、查阅和翻译文献、撰写及完成开题报告
2. 2022-2-25～2022-3-25 目标蛋白的模型建立及质量分析
3. 2022-3-25～2022-4-25 突变体与新型底物的对接
