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金属蛋白设计研究组

金属蛋白设计改造

蛋白质的设计改造,尤其是金属蛋白的设计,是蛋白质研究一大热点。近年来,金属蛋白的设计和催化领域涌现了很多新方法新技术,基于这些新技术得到了具有新颖催化活性或者高鲁棒性的金属酶。由于部分天然金属酶活性中心结构复杂,天然氨基酸难于模拟;理性设计得到的金属酶由于氧化还原系统没有优化,活性远低于天然蛋白。我们着眼于这些潜在的挑战,通过发展非天然氨基酸进行蛋白质理性设计的研究工具,以肌红蛋白为骨架,构建了细胞色素c氧化酶的模型蛋白;基于模型蛋白,研究了关键残基的作用、表征了氧气激活过程中的反应中间体,阐述天然蛋白的机理和电子传递过程;通过电子传递的优化,在国际上首次在人工设计的金属酶中实现了超过天然酶的酶活。通过人工金属酶的理性设计,实现了从创造到理解的循环。

 

 

金属蛋白设计

蛋白质的设计改造,尤其是金属蛋白的设计,是蛋白质研究一大热点。近年来,金属蛋白的设计和催化领域涌现了很多新方法新技术,基于这些新技术得到了具有新颖催化活性或者高鲁棒性的金属酶。由于部分天然金属酶活性中心结构复杂,天然氨基酸难于模拟;理性设计得到的金属酶由于氧化还原系统没有优化,活性远低于天然蛋白。我们着眼于这些潜在的挑战,通过发展非天然氨基酸进行蛋白质理性设计的研究工具,以肌红蛋白为骨架,构建了细胞色素c氧化酶的模型蛋白;基于模型蛋白,研究了关键残基的作用、表征了氧气激活过程中的反应中间体,阐述天然蛋白的机理和电子传递过程;通过电子传递的优化,在国际上首次在人工设计的金属酶中实现了超过天然酶的酶活。通过人工金属酶的理性设计,实现了从创造到理解的循环。