一种基于大语言模型设计的果胶甲酯酶突变体及其制备和应用制造技术

本发明专利技术提供了一种基于大语言模型设计的高活性果胶甲酯酶突变体及其制备和应用，所述果胶甲酯酶突变体（PME‑DS7）的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。本发明专利技术利用大语言模型ESM‑1v对果胶甲酯酶序列进行了重新设计，结合多序列比对（MSA）分析，筛选获得了酶活性显著提高的突变体PME‑DS7。与野生型果胶甲酯酶相比，PME‑DS7的酶活性提高了约2.8倍，具有更高的工业应用价值。该突变体在食品加工、纺织、造纸和生物质降解、提高原料转化效率等领域具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物工程和酶工程领域，具体涉及一种通过大语言模型（esm-1v）设计的高活性果胶甲酯酶（pme-ds7）及其制备方法和在工业上的应用。

技术介绍

1、果胶甲酯酶是一类能够催化果胶物质脱甲基化的酶，在食品加工、纺织、造纸、生物能源等工业领域具有重要的应用价值。提高果胶甲酯酶的活性和稳定性对于提升工业生产效率和产品质量具有重要意义。

2、传统的酶工程方法，如定向进化和理性设计，虽然在提高酶的性能方面取得了一定成果，但仍存在耗时长、效率低、探索序列空间有限等局限性。随着机器学习和大语言模型技术的发展，利用大语言模型进行蛋白质序列设计和优化已成为一种新兴趋势。esm（evolutionary scale modeling）是一种基于深度学习的蛋白质语言模型，能够有效地捕捉蛋白质序列中的进化和结构信息，从而辅助蛋白质的设计与优化。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种高活性果胶甲酯酶pme-ds7，其酶活性相比野生型果胶甲酯酶（wt）提高了约2.8倍。

2、为达到上述目的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于大语言模型设计的果胶甲酯酶突变体，其特征在于：其氨基酸序列如SEQID NO:2所示。

2.根据权利要求1所述的果胶甲酯酶突变体，其特征在于：利用ESM-1v蛋白质大语言模型，野生型果胶甲酯酶的序列（UniProtKB: P0C1A8）为输入，结合多序列比对(MSA)分析，保持约75%的高度保守残基不变，对其余约25%的非保守残基进行序列变异设计，筛选获得了高活性果胶甲酯酶突变体（PME-DS7）。

3.根据权利要求2所述的果胶甲酯酶突变体，其特征在于：筛选过程是通过模型生成的多个变异序列中，利用AlphaFold2进行结构预测和质量评估，通过活性筛选...

【技术特征摘要】

1.一种基于大语言模型设计的果胶甲酯酶突变体，其特征在于：其氨基酸序列如seqid no:2所示。

2.根据权利要求1所述的果胶甲酯酶突变体，其特征在于：利用esm-1v蛋白质大语言模型，野生型果胶甲酯酶的序列（uniprotkb: p0c1a8）为输入，结合多序列比对(msa)分析，保持约75%的高度保守残基不变，对其余约25%的非保守残基进行序列变异设计，筛选获得了高活性果胶甲酯酶突变体（pme-ds7）。

3.根据权利要求2所述的果胶甲酯酶突变体，其特征在于：筛选过程是通过模型生成的多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雪坳，陈千思，屈晓展，王晨，许亚龙，张奕潇，曹培健，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：