基于机器学习与理性设计的转氨酶改造及其应用

本发明涉及提高转氨酶催化活性和底物特异性的改造方法、突变体及其应用，属于酶工程技术领域。本发明从氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的亲本转氨酶CA032出发，建立了一套机器学习结合理性设计的蛋白质工程化改造模式：通过同源比对构建初步突变库；耦合机器学习（ML）适应度预测模型与物理稳定性过滤进行高通量虚拟筛选；结合多尺度分子动力学（MD）模拟优化。筛选获得的突变体CA032 M4在100 g/L的高底物负荷下实现了大于99.9%转化，对映选择性>99% ee，为尼拉帕利手性合成提供了高效的生物催化方案。