アルコール脱水素酵素の活性を増強し,コンピュータ支援による複合変異を用いて (S) - 2 - クロロロ-1 - 2 - 二クロフェニル) エタノールの効率的な合成を行う

科学分野:

• 生物触媒と酵素工学
• 薬剤化学
• 有機合成

背景:

• キラル前駆体 (S) - 2 - クロロロ - 1 - 2 - ディクロロフェニル) エタノール ((S) - CPEO) は,抗真菌薬ルリコナゾールの合成に不可欠である.
• (S) -CPEOの効率的でステレオ選択的な合成は,医薬品生産に不可欠です.

研究 の 目的:

• (S) -CPEOの高効率でステレオ選択的合成のために変異性アルコール脱水素酵素 (LkADH) を設計する.
• 酵素活性と触媒効率を高める 重要な変異を特定する

主な方法:

• LkADHの有益な変異を特定するために,仮想飽和変異が使用されました.
• 保存された活性部位の残留を特定するために,複数の配列配列が使用されました.
• 改良された酵素変種を生成するために,組み合わせライブラリが構築され,スクリーニングされました.
• 活性化のメカニズムを理解するために分子動力学シミュレーションが行われました.

主要な成果:

• 最終的な変異体である LkADH ((M3) は,野生型と比較して,触媒効率が29. 1倍増加した.
• LkADH ((M3) は600g/Lの基質を効率的に減少させ, >99.5%のエナティオメール過量 (ee) を示した.
• エンジニアリングされた酵素は654g·L−1·d−1の記録的な空間時間収量を達成しました.

結論:

• 標的型変異による酵素再設計は 生物触媒性能を劇的に高めることができます
• 設計されたLkADH (M3) は, (S) -CPEO生産のための非常に効率的で持続可能な経路を提供します.
• 酵素の活性部位内の基質の安定化により,触媒効率が向上する.