基板-辅助因子协同重定向和基板道工程的SspLCD为高效的l-pipecolic酸生物合成
Weijie Gao1, Ziyan Huang1, Yanjun Li1
1State Key Laboratory of Bioreactor Engineering New World Institute of Biotechnology, East China University of Science and Technology, 130 Meilong Road, 200237 Shanghai, China.
Organic letters
|July 30, 2025
概括
研究人员设计了一种新型的 lysine cyclodeaminase (SspLCD) 酶,以高效地产生l-pipecolic acid (l-PA),这是拉巴胺合成的关键中间体. 优化的酶实现了创纪录的产量,建立了一个可行的工业生物生产途径.
科学领域:
- 生物催化和酶工程 生物催化和酶工程
- 代谢工程是代谢工程.
- 制药中间体合成 制药中间体合成
背景情况:
- L-pipecolic 酸 (l-PA) 是拉帕素生产的关键中间体.
- 现有的l-PA合成方法在效率和可扩展性方面面临挑战.
- 酶工程为改善生物催化过程提供了一个有前途的途径.
研究的目的:
- 识别和设计一种新型的氨酸环胺酶 (SspLCD),用于增强l-PA合成.
- 为了提高酶的催化效率和基质耐受性.
- 为l-PA.建立一个工业上可行的生物生产途径.
主要方法:
- 使用同质查和结构选择来识别新型SspLCD.
- 蛋白质工程,包括基质-辅助因子重定向和道工程,被用来创造突变M4.
- 酶活性,基质负荷,转换率和时空产量的表征.
主要成果:
- 发现了一种新型的SspLCD,具有对l-PA合成的高基质耐受性.
- 与野生类型相比,突变M4的催化效率增加了87.3倍.
- 在1000毫米基板负荷下,M4在3小时内实现了>99.9%的转换,产生了1033g·L−1·day−1,这是报告中最高的l-PA时空收益率.
结论:
- 设计的SspLCD突变M4显著提高了l-PA生产效率.
- 这项研究为l-PA生产提供了迄今为止报告的最高时空产量.
- 已经建立了有效的l-PA生物生产的工业可行途径.
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