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有机溶剂（OrganicSolvents）的利用对生物催化具有极大的吸引力。使用有机溶剂具有许多优点，例如，可增加底物/产物的溶解度、抑制副反应的发生等。但是酶在有机溶剂中通常面临失活或催化活性急剧下降的问题。定向进化（DirectedEvolution）作为一种强有力的工具可以提高酶的各种催化性能，并为解决以上问题提供了可能。定向进化技术在年被授予诺贝尔化学奖，并已广泛应用于生物催化、精细化工、生物能源及医药等工业领域。目前，计算生物学和定向进化的交叉结合进一步加速了酶理性改造的进程。近日，亚琛工业大学团队通过分子动力学模拟技术，对32株有机溶剂耐受型和非耐受型枯草芽孢杆菌脂肪酶A（BacillussubtilislipaseA，BSLA）进行了详细的模拟研究。通过获得的35个可观察值，对酶和有机溶剂2,2,2-三氟乙醇（2,2,2-Trifluoroethanol，TFE）的相互作用进行了全面的了解。经过对描述酶结构和动态的观察值进行统计分析，研究人员发现酶突变位点上增加的水化层是驱动有机溶剂耐受性提高的主要因素。此外，在对四个单点突变体迭代重组的研究中发现，BSLA变体中的水合程度与其有机溶剂耐受性密切相关（R2=0.91）。值得注意的是，重组过程产生了一株高有机溶剂抗性的BSLA突变体（I12R/MH/NE），其在12％（v/v）TFE中的抗性提高了7.8倍，同时保持了与野生菌株相当的催化活性（?92％）。后者得益于CompassR重组方法的应用（Chem.Euro.J.,,26,-）。该研究证实，通过表面电荷工程强化蛋白质表面水合作用是调节有机溶剂中酶稳定性的一种高效的理性改造策略。图1.水化层指导的蛋白质工程以改造酶的有机溶剂耐受性。图片来源：ACSCatal.这一成果近期发表在ACSCatalysis上，文章第一作者是亚琛工业大学博士生崔海洋。中国科学院天津工业生物技术研究所的张玲玲研究员在论文构架和润色方面给予了大力支持。崔海洋博士师从定向进化领域的专家Prof.Dr.UlrichSchwaneberg（RWTH-AachenUniversity,BiotechnologyInstitute），在博士期间的研究课题为计算机指导下的定向进化和高效的突变体重组方法的研究。同时，该论文的另一位通讯作者Dr.MehdiD.Davari在分子模拟方面进行了殷切指导。这项工作得到了亚琛工业大学JARA-HPC授予的计算资源的支持（JARA和JARA）。原文（扫描或长按

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