【ACS Catal.】浙江大学季鹏飞/宁波大学张璇：设计具有超热稳定性和有机溶剂耐受性的 γ-碳酸酐酶

本研究由浙江大学季鹏飞研究员与宁波大学张璇副研究员合作，利用基于深度学习的蛋白质序列设计算法ProteinMPNN对γ-碳酸酐酶（γ-CA）进行改造，成功开发出一种具有广谱金属还原酶活性的变体。该变体展现出超高热稳定性（熔解温度达96℃）和有机溶剂耐受性（可耐受50%极性有机溶剂），催化活性显著提升。通过蛋白质晶体学、分子动力学模拟和QM/MM计算等机理研究，揭示了L83A突变体的优势在于形成了末端锌氢中间体的反应路径。研究展示了深度学习蛋白质设计与传统工程方法相结合在构建高效稳定生物催化剂方面的潜力，为开发极端条件下高稳定性和高活性酶提供了一种可推广的策略，具有潜在的工业应用前景。