基于分子对接和分子动力学方法对多形拟杆菌α-L-鼠李糖苷酶催化特异性的机制研究开题报告

1. 研究目的与意义

α-l-目的及意义：鼠李糖苷酶是一种能够特异性切割末端含α-l-鼠李糖天然化合物的糖苷水解酶，主要分布于gh13、gh28、gh78和gh106家族。

尤其是gh78家族的α-l-鼠李糖苷酶基与鼠李糖相互作用，它们具有专有的（α/α）6桶状催化结构，对α-1,2、α-1,3、α-1,4、α-1,6及α1连接的糖苷键能够进行特异性催化，并且已经在轻工业领域广泛应用。

因此，针对α-l-鼠李糖苷酶进行催化机制研究能为其定向改造提供了理论指导，具有重要意义和价值。

2. 国内外研究现状分析

国内外研究概况：Yunping Zhu等人对Bacillus amyloliquefaciens 11568的柚皮苷酶研究发现，其中的α-L-鼠李糖苷酶的分子量为32 kDa。Koseki等人对于来源于Aspergillus kawachii的α-L-鼠李糖苷酶研究发现：该酶最适温度为50℃，最适pH为4.0，酶的半衰期温度为72℃，在0-60℃条件下孵育1小时仍有80%的剩余酶活力。Liu等人对来源于Alternaria sp. L1的α-L-鼠李糖苷酶在毕赤酵母中表达的研究发现，该酶的最适pH在6.0-6.5，最适温度在70℃，Rha L1在pH在2.5-12范围内比较稳定，0-60℃孵育2小时仍具有95%原始酶的活性。Weignerova等人对来源于A. terreus的α-L-鼠李糖苷酶研究发现：该酶具有耐热和耐碱的特性，最适温度为70℃，最适pH为8.0。Hashimoto W等人发现 Sphingomonas sp. R1 中的 α-L-鼠李糖苷酶对柚皮苷的催化活性最高，随后依次是芦丁、橙皮苷和槲皮苷。王艳君,刘同军等研究发现α-L-鼠李糖苷酶在食品工业中的应用主要是减少饮料的苦味、增强饮料及酒的香气、提高饮料的营养价值、生产食品添加剂和合成含鼠李糖基化合物。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）btrha活性位点的预测；

（2）分子对接和动力学结果分析；

4. 研究创新点

以上研究第一次动态地揭示BtRha的催化机理，并且发现BtRha活性口袋处额外存在着一套全新催化残基（Arg37和Glu39），并对其催化特异性进行了合理解释，这不仅为BtRha的进一步定向改造提供了理论指导，也为相关α-L-鼠李糖苷酶的机制研究开阔了新思路和方法。