Повышение термостабильности наттокиназы с помощью рационального редизайна гибких участков на основе вычислительного анализа

Наттокиназа — фермент, содержащийся в полезном для здоровья продукте натто; она способствует профилактике и лечению тромбоза. Однако низкие термостабильность и фибринолитическая активность ограничивают её применение в пищевой промышленности и фармацевтике. В этом исследовании с помощью биоинформатического анализа выявили две петли (loop10 и loop12) в гибком участке наттокиназы rAprY. Затем с использованием алгоритма прогнозирования термостабильности отобрали вариант G131S-S161T, период полураспада которого при 55 °C увеличился в 2,38 раза, и вариант M3, активность которого повысилась в 2,01 раза. Биоинформатический анализ показал, что повышение термостабильности варианта G131S-S161T связано с увеличением жесткости и уплотнением общей структуры. Кроме того, повышение жесткости участка вокруг активного центра и мутировавших позиций помогает сохранять его нормальную конформацию при высокой температуре. Повышение каталитической активности варианта M3 может объясняться более эффективным связыванием субстрата. Исследованы подходы к повышению термостабильности и фибринолитической активности наттокиназы; полученные варианты перспективны для промышленного производства и применения.