任天雷 杨海泉 许菲

（江南大学生物工程学院 糖化学与生物技术教育部重点实验室，无锡 214122）

随着有机磷农药长久和广泛的使用，不仅污染了土壤和水源，破坏自然界的生态系统平衡，同时大量的残留在瓜果蔬菜及动物性食品上的有机磷农药对人体产生很多不良的影响［1］。有机磷降解酶是一种高效，低毒，无残留的生物绿色催化剂，是消除农药残留最有潜力的新方法［2］。

由于甲基对硫磷水解酶可水解最常见有机磷农药之一，甲基对硫磷，这使该酶成为生物降解领域的主要研究对象。本实验所关注的甲基对硫磷水解酶 MPH 源于Pseudomonassp.WBC-3［3］。通过对MPH晶体结构的解析发现［4］，MPH是一种金属酶，在催化活性中心具有含有两个二价金属离子，并通过活性中心内部的关键残基His147、His149、Asp151、His152、His234、His302和Asp255催化底物的水解。但是MPH水解效率较低，如何提高该酶的催化效率是本项研究的核心问题。

目前对酶的改造策略多种多样，例如，定向进化［5-7］、计算机辅助设计［8-10］、酶的全新设计［11-13］等，但是酶活性中心均为改造的关键区域。酶的活性中心有底物结合和提供反应基团的关键残基。在引入新的催化活性或改变酶的专一性方面，靠近活性中心的位置突变所产生的影响明显高于远离活性中心的位置［14］。活性中心附近的很多位点都是高保守性的。蛋白质的高保守序列是在中性进化的过程中极少积累突变的序列［15］，而且高保守序列往往是蛋白质的功能区域［16-18］，一旦高保守序列发生突变极有可能导致蛋白质的功能丧失。……