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我们利用基于结构信息学的定点突变,靶向突变以及迭代组合突变的策略对棒状链霉菌来源的青霉素扩环酶进行定向改造以提高其对非天然底物青霉素G的催化活性。其中，我们对十个与底物非直接相互作用的氨基酸残基(Y184,V245, S261, C37, T42, V51, S59, A61, Q126,和T213)通过定点突变得到催化活性动力学参数相对于野生型提高1.45-4.5倍的新的五株单点突变株（Y184A，Q126M, T213V, S261A, S261M）；利用迭代组合突变的策略在H4(C155Y/Y184H/V275I/C281Y)的基础上将7个有益的点突变进行迭代组合，通过四轮迭代组合突变共构建20株组合突变株，其中11株的比活力相对于出发菌株提高。六株比活力较高的突变株的动力学参数是野生型的46.4-87.2倍；在分析酶与底物晶体结构基础上选择四个底物口袋附近的区域并对其进行靶向突变，通过生物活性筛选获得28株活性提高的突变株，其中T72M73突变库中经过比活力复筛得到活性相对于野生型提高1.6-4.5倍的三株突变株。