β-内酰胺酶TEM-1降解β-内酰胺类抗生素，且对青霉素有强烈的偏好性。序列重构研究表明，它是由降解多种β-内酰胺类抗生素的祖先酶进化而来。这种从混杂性到特异性的转化涉及100多个突变，包含保守的折叠和催化残基，表明其在酶进化中的动力学作用。
图片来源：Nat. Commun.
最近，美国亚利桑那州立大学S. Banu Ozkan和西班牙格拉纳达大学Jose M. Sanchez-Ruiz合作，发展了一个构象动力学计算方法来合理地塑造一个基于铰链移位机制的蛋白质柔韧性轮廓。在这里，铰链是蛋白质中柔韧性相对较低的区域，连接着柔韧性较高的区域。
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通过对前寒武纪β-内酰胺酶的构象动态进行加权和改变，设计了一种模拟现代β-内酰胺酶TEM-1的酶特异性，只有21个氨基酸被替换。
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因此，该研究的构象动力学设计重现了β-内酰胺酶的进化过程，并提供了一个合理的变构方法来操纵功能，同时保留酶的活性位点。
参考文献：Hinge-shift mechanism as a protein design principle for theevolution of β-lactamases from substrate promiscuity to specificity
原文作者：Tushar Modi, Valeria A. Risso, Sergio Martinez-Rodriguez, Jose A.Gavira, Mubark D. Mebrat, Wade D. Van Horn, Jose M. Sanchez-Ruiz✉ & S. Banu Ozkan✉
