リモネンエポキシドヒドロラゼのステレオ選択性を,反復的飽和型変異生成に基づく指向進化によって操作する
Huabao Zheng1, Manfred T Reetz
1Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Kaiser-Wilhelm-Platz 1, 45470 Mülheim an der Ruhr, Germany.
Journal of the American Chemical Society
|October 21, 2010
まとめ
エンジニアリングされたエポキシドヒドローラゼ (EH) 酵素は,非対称合成のための幅広い基板範囲と高いステレオ選択性を示す. 繰り返しの飽和変異は,さまざまなエポキシド変異のための新しいEH変種を急速に生み出した.
科学分野:
- バイオカタリシス バイオカタリシス
- 酵素工学とは
- オーガニック・シンセシス オーガニック・シンセシス
背景:
- Rhodococcus erythropolis DCL 14からのリモネンエポキシドヒドローラゼ (LEH) は,ユニークな構造および機械的性質を有しています.
- LEHの天然基板特異性は,他のエポキシドの非対称合成におけるその応用を制限する.
- より広い基板範囲と高いステレオ選択性を持つエンジニアリングされたエポキシド水酸化物が必要である.
研究 の 目的:
- 誘導進化を用いて,強化された基板範囲とステレオ選択性を備えたLEH変異体を設計する.
- 生物触媒開発のための迅速かつ信頼性の高いタンパク質工学方法を開発する.
主な方法:
- Iterative saturation mutagenesis (ISM) は,LEHの結合ポケットを修正するために使用されました.
- 結合ポケット内の残留物はグループ化され,縮小されたアミノ酸アルファベットを用いてミュータゲネシスが行われました.
- 改善されたLEH変種をスクリーニングするために,指向進化が使用されました.
主要な成果:
- エンジニアリングされたLEHミュータントは, (R,R) -または (S,S) -ダイオールに対する高いステレオ選択性を持つサイクロペンテン酸化物を非対称化する能力を実証しました.
- 進化したミュータントは,他のメソエポキシドの非対称化とラセミック基質の運動解離を効果的に触媒化した.
- 5000個未満の変圧器のスクリーニングで成功したエンジニアリングが達成されました.
結論:
- 繰り返しの飽和変異は,エポキシド水酸化塩素酵素のタンパク質工学のための迅速かつ効果的な方法です.
- エンジニアリングされたLEH変種は,広範囲の基板範囲と高いステレオ選択性を示し,非対称合成における有用性を拡大します.
- この研究は,多様な化学変換のためのバイオカタリストの開発のためのISMを検証しています.
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