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[科研进展] 研究室利用构象动力学工程提高脂肪酶的对映体选择性取得新进展
时间: 2017-10-12 11:19:26  点击: 0

具有高对映体选择性的酶被广泛用于生产医药中间体,然而有些酶只在低温下表现出优秀的对映体选择性,随着温度的升高,对映体选择性逐渐降低。这严重降低了生产速率,增大了生产成本,阻碍了工业化应用。如何让酶在室温等温和条件下保持高对映体选择性具有很高的工业化应用价值,引起了广泛关注。

针对上述问题,研究室以南极假丝酵母脂肪酶BCALB)突变体EF5催化3-TBDMSO戊二酸酐生产(R)-3-TBDMSO戊二酸单甲酯为模式反应,发现前期构建的CALB突变体EF55oC条件下立体选择性(R-ee值)能够达到98.5%,但随着温度升高逐渐减低,在30oCR-ee值仅为8%。通过分析CALB构象动力学,发现在30oCEF5的活性口袋和通道处的构象较5oC下发生明显的增大,通过识别两个关键位点(A281D223),设计三个突变体(A281S, D223V, A281S/D223V),降低活性口袋和通道处在30oC下的构象动力学,显著提高了突变体D223V/A281S30oC下的立体选择性(R-ee>99%), (R)-3-TBDMSO戊二酸单甲酯的时空产率为107.54 g L1 d1。这一研究结果为提高CALB在室温等温和条件下的立体选择性,为摆脱低温对酶工业化应用的限制提供了新的研究思路。

研究结果发表在ACS CatalysisIF 10.614)杂志上,江南大学生物工程学院15级硕士研究生杨彬为论文第一作者。相关研究得到国家自然科学基金优秀青年基金(21422602)和江苏省333工程科研资助项目(BRA2016365)的资助。

我们研究室主要集中于创建新一代工业菌株和性能先进的酶制剂(用于生产医药中间体和氨基酸盐生化产品),以提高食品、发酵、化工、医药等行业客户的生物制造过程的效能,实现生物技术产品的低成本制造。

文章链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.7b02404

研究思路图

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