11月15日 杨广宇:酶定向进化——从高效突变库构建到超高通量筛选 (生命科学系列学术报告)


报告人简介:

  杨广宇,博士,上海交通大学研究员。2009年毕业于吉林大学,获博士学位。博士期间在加拿大不列颠哥伦比亚大学进行联合培养。2009年加入上海交通大学生命科学技术学院,历任讲师、副研究员、研究员。2012年-2013年赴加拿大不列颠哥伦比亚大学进行博士后研究。主要从事分子酶学与蛋白质工程研究,在酶结构-功能关系解析、酶定向进化、体外合成生物学等方向开展了一系列工作。近年来在ScienceAdv., Nat. Commun., Angew. Chemie., J. Am. Chem. Soc., J. Biol. Chem等著名学术期刊上发表论文30余篇。2015年获上海交通大学“青年岗位能手”称号,2017年获得上海交通大学晨星优秀青年学者称号,2017年获唐立新优秀学者奖。


报告内容:

  酶是高效、高选择性、环境友好的生物催化剂,在生物医药、轻工食品、能源材料等领域具有重要应用价值。利用蛋白质工程技术提高天然酶的活性、拓宽催化范围、改善催化特性,不仅可以为现代生物技术产业提供高效的生物催化剂,并且对加深理解酶催化与底物识别机制、阐明酶分子进化历程具有重要意义。定向进化是重要的蛋白质非理性设计途径,它利用自然进化原理,通过随机突变和高通量筛选,可以快速塑造和增强酶功能,近年来已成为国际学术界关注的焦点。然而,由于蛋白质随机突变库具有极大的容量,导致对突变库进行大规模筛选是整个实验流程的瓶颈,也是许多定向进化实验失败的原因。我们实验室尝试通过两个途径解决这一问题:1) 基于对蛋白质结构和催化机制的理解,将随机突变局限于活性中心附近的少数氨基酸位点上,构建小型、高效的突变库以降低筛选压力;2) 发展高效、高灵敏度的新型酶活性高通量筛选技术,探索更大的蛋白质序列空间,从而显著提升获得性质优良的突变体的几率。在本报告中,我将介绍几个我们实验室对生物医药中几类重要酶分子改造的实例,并对酶定向进化在代谢工程及合成生物学方面的应用进行展望。