华侨大学江伟获国家专利权
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龙图腾网获悉华侨大学申请的专利一种糖基转移酶天然linker筛选的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118759184B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410905186.9,技术领域涉及:G01N33/573;该发明授权一种糖基转移酶天然linker筛选的方法是由江伟;柳得楷设计研发完成,并于2024-07-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种糖基转移酶天然linker筛选的方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于结构的糖基转移酶的linker筛选方法,属于半理性设计对酶改造技术领域。本发明从天然糖基转移酶中筛选得到天然linker序列,通过AlphaFold2预测构建嵌合体模型,利用分子动力学模拟、分子对接等生信方法对嵌合体进行评估筛选,将筛选的嵌合体序列,送至公司合成序列,经过菌株培养,糖基转移酶表达与纯化,在加入EpoB和糖供体情况下,嵌合体糖基转移酶若能够催化糖受体EpoB进行糖基化则证明linker选择正确。本发明确定了基于生信手段对构建的嵌合体进行筛选的方法。本发明操作方便,原理简单,在生物催化制备EpoB糖基化衍生物具有较好的工业应用前景,对于今后酶改造与设计的开发提供了新的思路,并且对抗肿瘤药物的修饰与研发具有较为重要的意义。
本发明授权一种糖基转移酶天然linker筛选的方法在权利要求书中公布了:1.一种糖基转移酶天然linker筛选的方法,其特征在于,包括: 将糖基转移酶BsGT-1的N端结构域序列取出,使用寻找到的天然linker将其与糖基转移酶FiGT-2的C端结构域序列连接起来从而得到了具有完整结构域的嵌合体; 通过AlphaFold2对所有的嵌合体进行蛋白质结构预测,在输出的结构中依照排名选取前三个模型进行分析,并对模型进行质量评估,选取可信度最高的模型进入下一步; 使用GROMACS软件进行分子动力学模拟,通过均方根偏差和回旋半径分析评估嵌合体的稳定性,根据稳定性对所有的嵌合体进行第一轮筛选,得到第一嵌合体例表;使用GROMACS软件进行分子动力学模拟,通过均方根偏差和回旋半径分析评估嵌合体的稳定性,根据稳定性对所有的嵌合体进行第一轮筛选,包括: 使用GROMACS软件进行分子动力学MD模拟,其中,Charmm36力场用于描述MD运行中的蛋白质,将蛋白置于立方盒子的中心,并在具有周期性边界条件和从溶质到盒边界的最小距离为1.0nm的立方体盒中用TIP3P水模型溶剂化蛋白质;向系统中加入抗衡离子Na+Cl-进行中和,以保证体系的总电荷为零;在MD模拟之前,使用50000步最陡下降和50000步共轭梯度进行能量最小化,随后,在NVT条件下将系统加热至310K,持续100ps,并在NPT条件下,使用修正Berendsen恒温器在310K的恒温和1.0bar的压力下保持系统100ps的密度平衡,碰撞频率为2ps-1,压力弛豫时间为2ps;去除所有限制后,嵌合体的MD生产在310K和1bar下进行,使用0.002ps积分时间步长; 通过均方根偏差和回旋半径分析评估嵌合体的稳定性,其中,定义回旋半径小于0.2nm且均方根偏差小于0.4nm为稳定,在稳定的嵌合体中根据回旋半径进行稳定性排序,回旋半径越小嵌合体排名越靠前,选择排名前五的嵌合体形成第一嵌合体例表; 使用AutoDockVina_1.2.3将糖供体与糖受体对接到嵌合体的活性口袋中,通过结合能比较确定底物与嵌合体的亲和程度,根据亲和程度对所有的嵌合体进行第二轮筛选,得到第二嵌合体例表;使用AutoDockVina_1.2.3将糖供体与糖受体对接到嵌合体的活性口袋中,通过结合能比较确定底物与嵌合体的亲和程度,根据亲和程度对所有的嵌合体进行第二轮筛选,得到第二嵌合体例表,包括: 利用Gromacs插件对分析的均方根偏差以及回旋半径进行处理绘制自由能景观图,并选择具有最低能量的一帧构象作为对嵌合体进行分子对接的初始结构; 糖受体EpoB结构、糖供体ADP-Glc、GDP-Glc、GDP-Fuc、TDP-Glc、UDP-Gal、UDP-Glc、UDP-GlcA和UDP-GlcNAc的结构在Pubchem下载; 使用应用标准方案的AutoDockTools1.5.7软件对糖受体和所有糖供体进行加氢预处理;使用AutoDock将糖受体EpoB对接到嵌合体的活性口袋中,并将其他参数设置为默认值;在对接前,网格以酶的活性位点为中心,使用了的网格间距和50×50×50的点数,使对接盒子将蛋白完全包裹;使用结合能评分函数对蛋白质受体的所有结合构象进行自动排序;再使用AutoDockVina_1.2.3将糖供体对接到嵌合体的活性口袋中,其中以酶的活性位点坐标为盒子中心,设置对接盒子大小为30×30×30,与最优结合模型相差的最大能量值设置为4kcalmol,对接细致程度设置为8,使用结合能评分函数对蛋白质受体的所有结合构象进行自动排序; 通过结合能比较确定底物与嵌合体的亲和程度,其中,针对每一个嵌合体,当嵌合体与一个底物的结合能低于天然蛋白时,将此底物进行标记,统计被标记的底物的个数;根据个数从大到小的顺序,对嵌合体进行排序,选取排名前五的嵌合体形成第二嵌合体例表; 综合第一嵌合体例表和第二嵌合体例表,选取一个嵌合体进行基因合成,经培养、收菌得到粗酶液;在粗酶液中,加入尿苷二磷酸葡萄糖作为糖供体,加入埃博霉素B作为糖受体,进行酶催化反应;若催化得到糖基化产物,则证明linker选择正确,若无法催化则证明linker选择错误,应另选其它linker。
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