尿酸酶(Uricase,EC 1.7.3.3)能使尿酸分解成5-羟基异尿酸,并最终分解成尿囊酸,不再Liproxstatin-1配制被肾小管吸收而排泄。人类因进化导致尿酸酶基因错义突变,无法产生活性尿酸酶,当人体内尿酸浓度过高时就会得高尿酸血症。目前,中国高尿酸血症的总体患病率为13.3%,尿酸酶蛋白类药物有着非常大的市场需求。首先黄曲霉源尿酸酶(Rasburicase)被用来治疗高尿酸血症及痛风等疾病,但其与人类尿酸酶同源性低,极易产生抗体。后来利用大肠杆菌重组猪源尿酸酶被开发出来,但仍存在免疫原性高等缺陷LY-188011体内。本课题组通过对多种哺乳动物尿酸酶的多重序列比对,与人类尿酸酶同源性高的犬源尿酸酶被开发出来,并以此为基础构建与人类同源性更高的犬源尿酸酶突变体。经过多种结构筛选,挑选出活性和稳定性更好的尿酸酶产品。以6种以上哺乳动物尿酸酶氨基酸序列为基础,保留其高度保守区域,设计了集成哺乳动物尿酸酶JC。并在非保守可变区通过共有性分析设计一个或多个备选氨基酸构成。设计了DC291、DC291-V和JC291这三个突变体。通过酶学性质分析,JC291的比活性最高,比野生型犬源尿酸酶至少高30%,已筛选出一个高活性的尿酸酶突变体蛋白。以JC291为基础,通过氨基酸位点的定点突变,筛选出更高稳定性的尿酸酶蛋白。经过多重序列比对和可行性分析,将JC291氨基酸序列中的第146位、148位、245位和249位进行突变,分别命名为L146M、S148N、L245H和R249Q。R249Q的酶活性最高,比JC291还要高3%以上。L146M、S148Defensive medicineN和L245H的活性与JC291相差不大,但其稳定性各有不同。经同源建模和疏水作用分析,得出影响尿酸酶活性的因素与尿酸酶的活性区域有关。突变位点对活性区域有影响的就会使酶活性升高或降低。而影响尿酸酶稳定性的因素有很多。从L146M和S148N的分析结果来看,尿酸酶四聚体的内外部疏水作用都会对蛋白结构产生影响。而R249Q更是说明了外部的α-螺旋结构对尿酸酶结构有着保护作用。本论文成功构建了多种尿酸酶突变体,对于尿酸酶的基因构建、发酵表达和结构性质研究等方面都积累了丰富的实验经验,研究了活性与稳定性之间的关系以及结构对活性和稳定性的影响,为以后的研究提供了有力的支持。