利用AlphaFold3和RosettaDesign设计高热稳定工业脂肪酶变体

脂肪酶（Lipase，EC 3.1.1.3）是一类催化甘油三酯水解的关键酶，在洗涤剂工业中用作去脂增效剂，对酶的高温和碱性稳定性要求极高。研究表明，许多脂肪酶具有不同的活性位点结构，这也是它们底物特异性多样的重要原因。例如，Candida antarctica脂肪酶B（CALB）的晶体结构显示了其可变化的“盖”螺旋，从而解释了其对二级醇底物的高对映选择性。在洗涤剂中使用的商业脂肪酶常采用交联晶体等方法增强稳定性，有研究发现一款商业洗涤剂脂肪酶交联晶体（CLECs）在高温下仍能保持催化活性和热稳定性。这些现象都表明，通过蛋白质工程优化脂肪酶序列以提升热稳定性，是提高工业应用性能的可行途径.

DNA双螺旋分子为蛋白质（包括脂肪酶）提供遗传蓝图。我们首先需要从基因或蛋白质数据库中检索天然脂肪酶的氨基酸序列和三维结构信息，然后通过计算预测和分子模拟手段，设计出具有更高热稳定性的突变体，并分析其结构与底物结合模式。下面将按步骤详细介绍如何完成这一过程，包括序列/结构检索、AlphaFold结构预测、RosettaDesign突变设计、ProteinMPNN/EvoDiff多序列方案生成、结构评价，以及使用DiffDock/EquiDock进行产物结合口袋分析等。

UniProt检索序列：访问UniProt数据库（https://www.uniprot.org/），在搜索框中输入目标脂肪酶名称或来源物种，例如“Thermomyces lanuginosus lipase”，可找到对应的条目。点击进入后可以获取该蛋白的FASTA序列信息。也可以在命令行用curl或wget下载FASTA序列，例如：

curl -L "https://www.uniprot.org/uniprot/UNIPROT_ID.fasta" -o lipase.fasta