微细菌雌激酶的发现,表征和机制,用于关键的d-生物素性中间体合成
Xinjia Li1,2, Haoran Yu3, Shengli Liu4
1School of Chemical and Environmental Engineering, Shanghai Institute of Technology, 100 Haiquan Road, Shanghai, 201418, China.
一种新型的雌激酶,EstSIT01,有效地合成了用于高产量和酶体过剩的d-生物素生产的奇拉中间体. 这种酶显示了性碳酸和 Ester 制备的巨大潜力.
科学领域:
- 生物催化和酶工程 生物催化和酶工程
- 奇拉尔合成 奇拉尔合成
- 微生物生物技术 微生物生物技术
背景情况:
- 雌激酶是合成奇拉化合物的重要生物催化剂.
- 在合合成中,对高效方法的需求是显著的,特别是对于像d-biotin这样的制药中间体.
- 需要具有高立体选择性的新型雌激酶来改进现有的合成路径.
研究的目的:
- 确定和描述一种具有高效率和立体选择性的新型雌激酶,用于奇拉合成.
- 探索已识别的雌激酶在d-生物中间体生产中中位二甲基的不对称水解中的潜力.
- 阐明酶的立体选择性的结构基础.
主要方法:
- 基因组挖掘和遗传学分析被用于识别微细菌巧克力SIT101的新型雌激酶EstSIT01.
- 进行了 meso-dimethyl ester 的不对称水解,以评估酶的效率和立体选择性.
- 在大肠杆菌中的重组表达被用来增强酶活性.
- 分析了酶动力学,最佳温度和pH值的确定以及基质的特异性.
- 用分子对接和分子动力学 (MD) 模拟来研究酶的结构功能关系.
主要成果:
- 一种新型的雌激酶,EstSIT01 (家族V),被确定和描述.
- EstSIT01在不对称的化中表现出高效率,产生超过99%的 (4S,5R) - 单甲基乙烯,具有99%的反体过剩.
- 再组合的EstSIT01与野生菌株相比显示出40倍以上的活性.
- 该酶更喜欢短链p-NP,在45°C和pH10.0时具有最佳活性.
- 从对接和MD模拟中获得了动力参数 (Km = 0.147 mmol/L,kcat = 5.808 s-1) 和结构见解.
结论:
- EstSIT01是一种高效率和立体选择性雌激酶,在合成性碳酸和方面具有显著的潜力.
- 该酶的独特结构特征,包括一个狭窄的入口道和特定的结合口袋,有助于其高立体选择性.
- EstSIT01提供了一个有前途的生物催化解决方案,用于生产关键的性中间体,例如用于d-生物素合成所需的.
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