精氨酸取代对独行菜过氧化物酶(LDP)催化特性与结构稳定性的调控机制研究

本研究通过位点定向诱变技术构建Lepidium draba过氧化物酶(LDP)的N186R和N198R突变体，揭示精氨酸(Arg)取代对酶活性与稳定性的差异化影响：N198R突变使催化效率提升4倍并增强H2O2稳定性，而N186R则导致活性降低65%，为过氧化物酶(peroxidase)的理性设计提供新思路。

　　

亮点

本研究首次揭示精氨酸取代对独行菜过氧化物酶(LDP)的双面调控效应：位置198的突变如同"分子加速器"，使催化效率飙升4倍；而位置186的突变则像"结构松动剂"，导致酶活性骤降65%。

材料与方法

采用pET28a(+)载体在E. coli中表达重组酶，通过Ni-NTA树脂纯化获得突变体。紫外光谱(Soret带)证实血红素(hemin)正确结合，RZ值0.7±0.08确保酶活性。

酶活与动力学参数

N198R展现惊人提升：

• 比活性(SA)提高3倍

• 对TMB底物的k_cat值翻倍

• H₂O₂稳定性提升显著

N186R则表现相反趋势，暗示精氨酸的"位置特异性魔术"效应。

讨论

圆二色谱(CD)和荧光分析揭示：

1. N186R导致结构过度柔性化，如同"松散的弹簧"降低热稳定性

2. N198R形成理想柔性平衡，构建"分子防弹衣"增强H₂O₂抗性

3. 生物信息学显示突变影响F'/F″螺旋间关键loop区动态

结论

精氨酸在198位点扮演"全能改造师"角色，为开发高性能过氧化物酶提供新靶点，在生物传感器和癌症治疗领域具有应用潜力。