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天津工生所在单胺氧化酶的改造及催化手性胺的合成研究中取得进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-02-09  来源:中国科学院网站  浏览次数:1135
核心提示: 中国科学院天津工业生物技术研究所研究员朱敦明带领的生物催化与绿色化工研究团队,与天津工生所研究员吴洽庆带领的生物催化剂发现与改造研究团队,在前期工作的基础上,探索该类酶的立体选择性控制机制并挖掘其应用潜力,对来源于氧化短杆菌(Brevibacterium oxydans IH-35A)的环己胺氧化酶(CHAO)和黑曲霉(Aspergillus niger)的单胺氧化酶(MAO-N)进行酶工程改造。
 单胺氧化酶是一类极具应用潜力的生物催化剂,在环境友好的条件下,可选择性氧化一种构型的胺生成亚胺。如果在反应体系中加入非选择性的还原剂,可以催化胺的消旋体合成单一构型的胺。

  中国科学院天津工业生物技术研究所研究员朱敦明带领的生物催化与绿色化工研究团队,与天津工生所研究员吴洽庆带领的生物催化剂发现与改造研究团队,在前期工作的基础上,探索该类酶的立体选择性控制机制并挖掘其应用潜力,对来源于氧化短杆菌(Brevibacterium oxydans IH-35A)的环己胺氧化酶(CHAO)和黑曲霉(Aspergillus niger)的单胺氧化酶(MAO-N)进行酶工程改造。

  1、通过对CHAO突变体库的筛选及迭代突变,获得了对缬氨酸乙酯活力提高30倍的突变体,开发出一条由缬氨酸乙酯合成D-缬氨酸的新途径。相关研究成果在线发表在ChemCatChem上。

  2、通过对单胺氧化酶MAO-N的底物结合口袋与底物/产物进出通道进行同时改造,实现了提高单胺氧化酶活性及调节立体选择性的目的,为其它酶的改造提供借鉴。相关研究成果在线发表在Chemical Science上。

  3、为揭示影响CHAO催化活性及立体选择性的关键位点,选取距离活性中心6Å范围的氨基酸残基作为突变位点,构建多样性的突变体库。将构建的突变体库与2-取代四氢喹啉底物库作乘法式的筛选,发现CHAO一个分子结构区域对氧化2-取代四氢喹啉的活性及立体选择性起重要作用。相关研究成果在线发表在ACS Catalysis上。

  该系列研究工作得到国家自然科学基金、中科院青促会和天津市外专千人计划项目的资助。

  论文链接:1 2 3 

图1.d-缬氨酸的化学酶法合成

图2.单胺氧化酶的底物结合口袋与底物/产物进出通道的同时改造

图3.光学纯2-取代四氢喹啉的化学酶法合成

关键词: 单胺氧化酶
 
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