近期，37000cm威尼斯杨建明教授团队在提高异戊二烯合酶稳定性领域取得重要进展，相关研究成果已发表在微生物研究领域Top期刊Applied and Environmental Microbiology（2023, DOI: 10.1128/aem.01218-23）（中科院JCR生物学2区Top期刊），我校李美洁副教授和杨如梦（硕士研究生）为该论文的并列第一作者，杨建明教授为通讯作者，我校为第一通讯单位。

酶的稳定性往往是微生物生产高附加值化学品和商业酶的限制因素，来自甘薯的异戊二烯合成酶（IspSib）的不稳定性严重限制了工程大肠杆菌的异戊二烯生产。因此，杨建明教授团队构建了一个三方蛋白折叠系统，命名为lac'-IspSib-'lac，该系统可将IspSib的稳定性与抗生素氨苄青霉素的抗性结合起来，用于高通量筛选稳定性提高的异戊二烯合酶突变体。

利用该筛选系统，杨建明教授团队通过两轮随机突变和位点饱和突变对IspSib进行了定向进化，产生了三个稳定性更高的变体： IspSibN397V A476V、IspSibN397V A476T 和 IspSibN397V A476C，同时进行了体外热稳定性测试证实了蛋白质稳定性的提高。筛选出的变体 IspSibN397V A476V、IspSibN397V A476T 和 IspSibN397V A476C 的熔点温度分别为 45.1±0.9、46.1±0.7和 47.2±0.3°C，均高于野生型 IspSib 的熔点温度（41.5±0.4°C）。使用 IspSibN397V A476T时，摇瓶发酵水平的异戊二烯产量增加了 1.94 倍，达到 1335 mg/L。这些发现为优化萜烯合成酶的稳定性提供了启示。此外，本研究还是无需蛋白详细结构信息和催化反应机制就能提高酶稳定性的成功范例。

上述研究工作得到青岛农业大学高层次人才引进项目、国家自然科学基金面上项目、山东省自然科学基金青年项目、国防科技创新特区重点探索项目等课题的资助。

　　Fig. 1 Schematic diagram of tripartite system for the screening of improved IspSib stability.

　　Fig. 2 Directed evolution of IspSib to improve the thermostability.