一种基于人工智能技术高效筛选生物酶的方法及应用技术

本发明专利技术属于酶工程技术领域，公开了一种基于人工智能技术高效筛选生物酶的方法及应用，基于人工智能的方法根据氨基酸序列以及三维结构对基因进行分类，同时对酶从Kcat、Km、亲和力，以及溶解度和稳定性的角度进行评估，筛选出催化活性最高的酶。本发明专利技术方法从不同方面对每个酶的参数进行评估，并将结果整合，最终得到催化活性最高的酶。将本发明专利技术方法分别应用于催化NAM生成NMN、催化腐胺生成亚精胺的高活性酶筛选等，在不经过任何代谢途径改造的情况下这两种产品的产量分别达到2.1g/L及1.62g/L。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于酶工程，尤其是一种高效进行高活性生物酶筛选的方法及其应用。

技术介绍

1、酶是一种特定类型的蛋白质，可作为生物催化剂，在特定的ph值、温度和压力条件下工作。它们的主要目的是加速生物体中的基本化学反应。酶是一种重要的生物催化剂，可以促进生物体内化学反应在生理条件下高效和特异的进行。传统酶资源挖掘一般采用菌种筛选、功能宏基因组等技术，菌种筛选以催化活性为导向，对天然微生物进行培养与筛选，再通过分子生物学技术克隆与鉴定相关基因；功能宏基因组方法基于活性或dna序列相似性，对表达宏基因组dna片段的克隆进行筛选，用于挖掘环境中的未培养微生物基因资源。但这两类方法存在研发周期长，成本高的缺点。目前微生物已被开发为细胞工厂，能够替代石化工业中有限的资源和能源。它们具有利用多种碳源的能力，从c1气体到复杂的生物团，具有成本效益高、可持续能源生产的潜力。工程微生物也可以生产各种天然或非天然的生物分子，如生物燃料、平台化学品、食品添加剂和有价值的药物，表明它们的多功能性。然而，野生型菌株通常不适合代谢发酵，需要进行工程设计以提高产量。酶是每个生物体中的关键蛋白本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于人工智能技术高效筛选生物酶的方法及应用，其特征在于：基于人工智能的方法根据氨基酸序列以及三维结构对基因进行分类，同时从酶的Kcat、Km、亲和力，以及蛋白质的溶解度的角度进行评估，筛选出催化活性最高的酶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过MTC-Kcat方法对酶的Kcat进行预测。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过MTC-Km方法对酶的Km进行预测。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过MTC-AF方法对酶的亲和力进行预测。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将KEGG中已经标记能够...

【技术特征摘要】

1.一种基于人工智能技术高效筛选生物酶的方法及应用，其特征在于：基于人工智能的方法根据氨基酸序列以及三维结构对基因进行分类，同时从酶的kcat、km、亲和力，以及蛋白质的溶解度的角度进行评估，筛选出催化活性最高的酶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过mtc-kcat方法对酶的kcat进行预测。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过mtc-km方法对酶的km进行预测。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过mtc-af方法对酶的亲和力进行预测。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将kegg中已经标记能够催化该反应的基因以及在ncbi中已经对该反应经过注释的所有基因进行统计来构建酶学数据库；将酶学数据库中的基因进行系统发育树分析。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过数据库比对获取酶学数据库中每个基因的motif序列，根据motif的3维结构进分类。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：计算各序列...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏梦雷，王敏，刘晓丹，杨雪婧，曲婧怡，申雁冰，屠琳娜，郑宇，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：