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水介导的通讯路径对脂肪酶热稳定性的影响

2021-06-24丁彦蕊

食品与生物技术学报 2021年5期

闾 蓉,丁彦蕊

(1.江南大学 理学院,江苏 无锡214122;2.江苏省媒体设计与软件技术重点实验室,江苏 无锡214122)

脂肪酶广泛存在于动物、植物和微生物中,能催化水解、酯化、酯交换、醇解、酸解等反应,并且能在有机溶剂、离子液体等非水相中催化反应。脂肪酶在催化反应中不需要辅酶,催化效率也较高,所需反应条件温和,有利于降低生产成本。因此,脂肪酶在洗涤剂、食品、造纸、油脂、化妆品、制药等多个工业领域中有广泛应用[1-2]。高温下保持酶的功能活性和结构完整性是许多蛋白质生物技术、食品加工和商业工业中应用的理想标准,所以对脂肪酶耐热性的研究是工业生产的迫切需求。

水作为生物分子的常见溶剂,在调节蛋白质的结构、功能和生物活性方面发挥着重要作用[3-6]。蛋白质和水之间的相互作用对蛋白质结构、动力学和功能至关重要[6-8],也会影响蛋白质的热稳定性[9-11]。耐热的蛋白质在蛋白质-水界面显示出更丰富的微观形态和更高的亲水性[11-12]。目前已有一些实验的方法及计算机模拟的方法可供研究蛋白质和水之间的关系,有研究发现蛋白质会扰乱其水合壳中的水的动力学[7],而水分子除了调节蛋白质动力学[13],还与蛋白质形成氢键网络直接参与蛋白质功能作用[14],并会介导蛋白质-蛋白质之间相互作用[15-18]。然而,蛋白质-水之间的耦合动力学并不完全清楚。因此,了解水在生物分子结构和动力学以及从复杂网络中最短路径的角度研究蛋白质和水之间的信号传递对于揭示其对蛋白质功能的影响至关重要。……

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