バシルス・サブティリスのCYP152ファミリーのP450酵素は,プラズマ駆動生物触媒で非天然基質を変換する

科学分野:

• 生物触媒とプラズマ化学
• 酵素合成と工学

背景:

• プラズマ駆動生物触媒は,H2O2に依存する酵素を動かすために,大気圧プラズマによって生成された水素過酸化物 (H2O2) を in situ で使用します.
• 以前の研究では,エチルベンゼンから (R) - 1フェニルエタノールを生成するための特定のペロキシゲナーゼ (rAaeUPO) を使用してこの方法が確立されました.

研究 の 目的:

• バチルス・サブティリスのヘムを含むモノオキシゲナーゼであるCypCに対するプラズマ駆動生物触媒の適用を調査する.
• プラズマで生成されたH2O2とのCypCの互換性を評価し,エチルベンゼンなどの非天然基質の変換に最適化します.

主な方法:

• CypCの生産とヘム負荷の最適化
• 温度とH2O2の操作ウィンドウを測定するために,グアイアコールとABTSの測定を用いてCypCの活性を評価した.
• 旋回ベッドの原子炉で固定されたCypCによってエチルベンゼンの変換のためにH2O2を生成するために毛細血管プラズマジェットを利用しました.

主要な成果:

• GuaiacolとABTSのCypCとの変換率は,それぞれ18. 28と21. 13nmol製品min−1nmol−1CypCに達し,ヘプタノ酸を誘導分子として使用した.
• 固定されたCypCを用いたエチルベンゼンのプラズマ駆動変換は,120分後に18.82mol (R) -1-PhOl mol-1 CypCのターンオーバー数 (TON) を達成した.
• 前述のペロキシゲネーゼ以外のP450酵素 (CypC) に対して,プラズマ駆動生物触媒の成功例を示した.

結論:

• プラズマ駆動生物触媒は,CypCのようなH2O2依存酵素に対して有効であり,その適用範囲を広げている.
• このアプローチは,プラズマ強化酵素反応を使用して合成できる製品の範囲を拡大します.
• この研究は,合成能力を高める新しい酵素クラスへのプラズマ駆動生物触媒の拡張を検証しています.