黄酮类化合物Mirdametinib浓度是一类具有C_6-C_3-C_6母核的次级代谢产物,因其具有抗炎、抗菌、抗氧化、抗肿瘤等生理活性而受到广泛关注。以羟基化和糖基化为代表的后修饰作用可以有效改善黄酮类化合物的溶解性及药用价值。随着计算生物学和合成生物学技术的快速发展,对于黄酮类化合物羟化酶和糖基转移酶的研究日益深入。本研究通过结合生物信息分析、深度学习算法与分子生物学实验等多种方法成功构建了具有催化黄酮6位羟基化功能的人工P450酶序列,并通过借助集数据检索、结构预测、虚拟筛选以及供体预测于一体的植物糖基转移酶数据库网站云平台,实现对黄酮糖基转移酶糖基供体的高效预测与理性改造。其结果如下:(1)在人工黄酮-6-羟化酶构建过程中,以来自灯盏花基因组的CYP706X1为模板,结合之前工作解析的“三点固定”催化口袋设计原则和生成对抗网络(GAN)模型,开发人工P450酶深度学习设计路线,生成7条非天然P450序列;最后,通过在酿酒酵母表达系统中进行荧光蛋白表达,验证了7条序列均可以正常折叠,并进一步通过发酵实验和功能表征成功获得一条具有黄酮-6-羟化酶功能的非天然P450序列,同时利用分子动力学模拟(MD)对7条序列进行高温模拟测试,得知其他6条无黄酮-6-羟化酶功能的序列对底物芹菜素的结合能力明显弱于有活性的序列。(2)在糖基转移酶研究过程中,本研究通过对特征性糖基转移酶与其底物结合机制解析,并通BIOPEP-UWM database过结合底物的相似性、催化口袋和底物结合亲和力,开发了一个根据底物预测糖基转移酶的工具,并选用三个糖基转移酶进行验证;另外通过对特征Emricasan供应商性糖基转移酶与其糖供体的全面结构分析,挖掘出28个关键位点,借此开发了一个UDP-糖供体的功能预测工具;并通过对三种特征糖基转移酶即Eb F7GAT、UGT88D7、UGT88D8部分位点的理性设计,在体外酶活测试下,得到特征糖基转移酶对其糖供体的不同选择,实现了糖基转移酶利用多种糖供体的突破。