配列データベースを活用した酵素改変法酵素パーツリモデリング法の開発と検証

利用序列数据库和酶部件重构方法开发和验证酶修饰方法

• 批准号: 22KJ2586
• 负责人: 小塚 康平
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: University of Shizuoka
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2586/
• 关键词: 酵素改変; 耐熱性; 生産性; 酵素設計; 高機能化

【コンセンサス設計法を基盤とした酵素パーツリモデリング法の開発】令和4年度までに、コンピュータプログラム言語“Python”を用いて、実行可能なスクリプトのβ版を完成させており、L-スレオニン脱水素酵素 (TDH, NAD+依存型酵素で、L-Thr を基質とし、側鎖のヒドロキシ基の脱水素反応を触媒) を用いて7種類のパーツリモデリング酵素を設計し、ツールの有用性の検証を実験的に行っている。本年度は、上記β版スクリプトの改良を模索した。以下、その詳細について記述する。【１.アミノ酸物理化学的パラメータの加味】対象酵素の類似配列を用いた配列保存性度は、各個数をカウントしたものであり、アミノ酸残基ごとの特徴は全く反映されていない。しかし、酵素を構成する20種類のアミノ酸には性質の違い、例えば疎水性度の高さや電荷の有無などが存在する。そこで、配列保存性度にアミノ酸物理化学的パラメータを加味し、性質の違いを重みとして加えることを検討した。まずは疎水性度に着目し、コンピュータプログラム言語“Python”を用いて、配列保存性度に疎水性度を加味した実行可能なスクリプトを完成させた。【２.前後配列の保存性度の考慮】β版の実行スクリプトは、コンセンサス設計法を基に作られた方法であり、類似配列のアライメント結果から各残基に対して保存性度を考慮する方法である。類似配列のアライメント結果を観察していくと、対象残基周辺にGapが豊富であるなどアライメント精度が高いとは言い難いケースが存在する。アライメント精度が高くない領域において上記実行スクリプトを適用した場合に、アライメント誤差を単に反映してしまう可能性がある。そこで、変異導入を対象とする周辺残基の保存性度を考慮することで、アライメント精度の高い領域においての変異算出を可能にしたスクリプトに拡張した。

[基于共识设计方法的酶零件更新建模方法的开发]到竞争的第四年，使用计算机程序语言“ Python”完成了可执行脚本的Beta版本，并且已经完成了L线程脱水完成。在这个财政年度，我们搜索了上述β传输脚本中的改进。详细信息如下所述。 [1。然而，构成酶的20种氨基酸在性质上具有差异，例如高疏水性以及是否具有电荷。因此，我们考虑在阵列保存特性的程度上添加氨基酸物理化学参数，并增加自然界的差异。首先，专注于疏水性的重点是计算机程序语言“ Python”，并且考虑到序列保存属性的疏水程度，完成了可执行的脚本。 2是一种方法。如果您观察到类似阵列的比对结果，则在某些情况下，对齐精度很高，例如目标残基周围的差距丰富。当将上述执行脚本应用于对齐精度不高的区域时，对齐误差可能会简单地反映对齐误差。因此，通过考虑引入突变的周围残留物的保存特性，它将其扩展到一个脚本，该脚本可以在具有高对准精度的区域中进行突变计算。