融合工程 CYP109E1 和一个新的降解酶域为25(OH) VD3生物合成
Xisong Feng1, Mengjian Gao1, Wanqing Wei2
1School of Life Sciences and Health Engineering, Jiangnan University, Wuxi 214122, China.
Journal of agricultural and food chemistry
|April 16, 2025
概括
改造的P450细胞染色体 (CYP109E1) 和一种新的还原酶 (BmRD) 显著提高了25-氧维生素D3 (25(OH) VD3的产生. 这种优化的生物催化过程为这种必不可少的营养补充剂实现了高产量.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 酶工程是什么? 酶工程是什么?
- 代谢工程是代谢工程.
背景情况:
- 25-基维生素D3 (25(OH) VD3) 是一种重要的营养补充剂.
- 维生素D3 (VD3) 的直接酶C25氧化提供了一种可持续的生产方法.
- 细胞染色体P450催化活性和电子转移的限制阻碍了高效的VD3生产.
研究的目的:
- 通过蛋白质工程和融合蛋白质构造来增强25(OH) VD3的生产.
- 为了克服VD3氧化中低催化活性和电子转移效率的局限性.
- 建立一个基础,以工业规模的生物合成25(OH) VD3.3.
主要方法:
- 使用结构引导的半导体设计,将CYP109E1工程转化为突变形式 (CYP109E1M2).
- 一个新的还原酶域,BmRD,被确定并与CYP109E1M2.2融合.
- 融合蛋白优化涉及切断BmRD的N端,从而创建了奇梅拉-2.
- 在优化条件下的发酵中使用了工程化大肠杆菌菌株03-2.
主要成果:
- 与野生类型相比,人工合成的CYP109E1M2突变体在25(OH) VD3产量增加了2倍.
- 融合蛋白Chimera-2,与一个截断的BmRD,进一步增加了25(OH) VD3的生产38.5%.
- 经过优化工程设计的大肠杆菌菌株03-2最终达到491.3 mg/L的25(OH) VD3度,转换率为49.0%,时空产量为61.4 mg/L·h).
结论:
- P450酶和融合蛋白质策略的蛋白质工程可以显著提高生物催化效率.
- 开发的融合蛋白系统和工程化的大肠杆菌菌株为高产量的25(OH) VD3生物合成提供了一个强大的平台.
- 这项研究为工业应用酵素25 ((OH) VD3生产奠定了基础,为传统方法提供了可持续的替代方案.
