通过对多环基单氧化酶和多基因表达微调的工程,实现了托斯托拉克的单细胞酶级联合成

科学领域:

• 生物催化剂是一种生物催化剂.
• 酶工程是什么? 酶工程是什么?
• 类固醇化学 类固醇化学

背景情况:

• 类固醇合成通常涉及复杂的,多步骤的修改.
• 在类固醇转换中实现高位点选择性和生产力仍然是一个挑战.

研究的目的:

• 开发一种新的酶级联系统,用于高效合成 testolactone.
• 设计一个多环基单氧酶 (PockeMO),以提高活性和选择性.
• 为制造一种用于制造类固醇的全细胞生物催化剂.

主要方法:

• 聚焦和突变和分子动力学模拟被用来演化PockeMO.
• 构建了一个酶级联,涉及工程PockeMO (MU3) 和3-类-Δ1-脱酶 (ReKstD).
• 用于MU3,ReKstD和NADPH再生的基因被整合到大肠杆菌中,形成单细胞催化剂 (大肠杆菌S9).

主要成果:

• 一种经过工程改造的PockeMO突变体 (MU3) 的特定活性增加了20倍,催化效率 (kcat/Km) 提高了171倍.
• 工程酶显示了一个扩展的基质范围向多环基.
• 单个全细胞生物催化剂 (大肠杆菌S9) 产生了9.0g/L的 testolactone,时空产量为1g/L/h,没有副产品.

结论:

• 工程化的酶级联和单细胞催化剂提供了一种高效和特定于地点的方法来合成 testolactone.
• 这种方法表明了使用生物催化剂进行单一,高生产力的类固醇合成的潜力.
• 酶进化和系统集成是克服复杂类固醇修改挑战的关键.