近日，生物工程系高秀珍团队在内消旋二氨基庚二酸脱氢酶的作用机制解析方面取得了重要进展，相关成果以“ Functional Studies on an Indel Loop between the Subtypes of meso-Diaminopimelate Dehydrogenase”为题发表在本领域顶刊ACS-Catalysis（IF：13.084）上。文章首次解析了该家族中一段关键插入/缺失序列的作用机制。

 D-氨基酸广泛应用于食品、医药、化妆品等领域，但其在自然界中存在较少。内消旋二氨基庚二酸脱氢酶（meso-DAPDH）因其能一步催化酮酸合成D-氨基酸而受到广泛关注。前期作者对该酶进行系统发育进化分析和底物谱分析发现该酶家族存在趋异进化，两个亚型在不对称还原氨化2-酮酸生成D-氨基酸上呈现明显的差异。在对两个亚型进行氨基酸序列分析时发现，两者之间存在明显的缺失/插入序列，其中最长的一段缺失/插入序列包含16个氨基酸，以loop的形式存在于亚类I中，目前该结构的功能尚未被报道。本研究中，作者以亚类I的代表酶种CgDAPDH和亚类II的代表酶种StDAPDH为研究对象，将这段插入/缺失序列命名为indel-loop，通过缺失、插入、丙氨酸突变等方法构建了一系列突变体，探究其在Cg-DAPDH催化及酶家族趋异进化中的作用，并利用分子动力学模拟等生物信息学分析技术，解析了其作用机制。本工作发现了该段indel loop在维持CgDAPDH关键催化残基的正确构象以及蛋白整体氢键网络等方面的“地基”作用，此外，该段indel loop影响不同催化方向的产物释放。该研究为高效合成D-氨基酸提供了重要的理论支持，在理论研究和实际应用方面均具有重要参考价值。

 马钦元副教授、硕士研究生王笑笑为本文共同第一作者，高秀珍副教授为本文通讯作者，山东理工大学为本文的唯一通讯单位。

文章DOI：https://doi.org/10.1021/acscatal.2c01799

撰稿：王笑笑