手性反应控制进展

现在越来越多的方法应用到用酶高效催化手性非外消旋化合物的对映性选择反应中来.对于不对称性合成反应或者动力学拆分的替代反应有动态动力学拆分、去消旋化和对映会聚转化等.另外,人们对影响反应生成的立体化学产物的参数(如溶剂、底物设计、固定化、定向进化等)有了进一步的了解.     

加氧酶催化生物转化研究最新进展

加氧酶是可以将单个或双个氧原子加入到一个有机化合物分子中的一类酶,且具有选择性生物氧化特性,所以被广泛研究。用蛋白质工程来改造血红素和黄素单加氧酶,可以改变它们底物的特性,或增强加氧酶的稳定性及其对映异构体或区域选择性。在工业上,正尝试着将加氧酶所催化的生物转化技术进行放大应用,但辅因子再生仍是影响这类酶工业化应用的关键问题。通过蛋白质工程还可以进一步地弄清加双氧酶的结构与功能的关系。     

脂肪酶热稳定性改造研究进展

热稳定性改造是脂肪酶酶学性质研究的热点之一,随着技术的发展,越来越多的有效手段被用于脂肪酶热稳定性改造。作者综述了影响脂肪酶热稳定性的主要因素、提高其热稳定性的研究方法以及最新研究成果,为脂肪酶的进一步改造提供依据,并对其他酶的酶学性质改造具有借鉴意义。     

草生欧文氏菌中酪氨酸酚裂解酶的体外定向进化及结构模拟

以来源于草生欧文氏菌(Erwinia herbicola)的酪氨酸酚裂解酶(Eh-TPL)为目的基因,通过易错PCR定向进化技术构建突变体文库,利用高通量筛选方法获得了比酶活提高的突变体S20C和E202R,再通过定点突变得到突变体S20C/E202R/N161S。经摇瓶发酵培养发现,突变体S20C/E202R/N161S比野生型Eh-TPL的比酶活提高了30.61%;酶学性质研究结果表明,突变体S20C/E202R/N161S的最适温度仍为37℃,最适pH值从8.2升至8.5,热稳定性、pH稳定性均得到明显提高;结构模拟结果表明,突变体S20C/E202R/N161S的三维结构无明显变化,突变位点附近氢键和表面电势有所变化。体外定向进化技术能有效提高Eh-TPL的催化效率,对酶法生产L-酪氨酸具有重要应用价值。     

利用工程酶改进有机合成的研究进展

修饰酶用于有机合成已经涉及了许多领域。它包括改变酶反应机制来催化新的反应,改变底物专一性、扩大底物专一性、改善底物专一性,例如动力学拆分中的对映选择性。酶修饰可以通过理性设计或随机突变方法来实现,前者需要知道酶的结构,后者则需要进行筛选。两种策略的酶工程都能成功,并且对于改进在催化中应用的酶非常有意义。最近,有例子表明这两种策略已经应用于许多酶中。     

定向进化在工业催化中的应用

酶和完整细胞的定向进化是一种提高它们催化性能的有效方法。近来的研究主要在新的酶功能的创造和一些新的有效的定向进化方法的建立。定向进化和理性设计相结合将加速用于制药、化学和食品工业的生物催化剂的发展     

酶立体选择性的定向进化策略

酶立体选择性定向进化的基本方法是用合适的分子生物学手段使酶基因发生随机突变,然后进行基因表达和高通量筛选。本文主要对引入突变技术和高通量筛选方法做一简要综述。     

地杆菌α-L-岩藻糖苷酶的分子改造及其在合成2’-岩藻糖基乳糖中的应用

对地杆菌α-L-岩藻糖苷酶进行分子改造，以提高其酶法合成2’-岩藻糖基乳糖（2’-fucosyllactose，2’-FL）的转化效率。利用易错聚合酶链式反应构建了α-L-岩藻糖苷酶的突变体文库，筛选得到一个合成2’-FL转化率提高的突变酶（mPbFuc29A1）。酶学性质研究结果表明mPbFuc29A1的最适pH值和温度分别为pH 5.0和40 ℃，最适温度较野生型PbFuc29A1提高了5 ℃；突变酶水解2’-FL的比活力提高到3 倍，但是水解4-硝基苯基-α-L-岩藻糖苷（4-nitrophenyl-α-L-fucopyranoside，pNP-FUC）和3’-岩藻糖基乳糖（3’-fucosyllactose，3’-FL）的比活力分别降低了22.8%和52.5%。以pNP-FUC和乳糖为底物，采用mPbFuc29A1酶法催化合成2’-FL和3’-FL，转化率分别为23.6%和56.4%，其中2’-FL的转化率较PbFuc29A1提高了9.1%。通过序列及定点突变分析发现mPbFuc29A1的氨基酸序列中有2 个位点发生突变（Asp21Val和Glu266Lys），其中位于loop区的Glu266Lys可能是mPbFuc29A1底物特异性和转糖苷产物组成发生改变的关键。优良的酶学特性使mPbFuc29A1在2’-FL合成中具有较大的应用潜力。     

定向进化转录调节基因提高漆酶异源表达

为提高Tremetes viscolor漆酶Lcc的表达量,本研究主要针对漆酶转录调节区域进行定向进化。利用易错PCR,选择不同浓度的Mn2+对调节区域进行突变,并以酿酒酵母为宿主细胞进行异源表达,构建S. c/pYES2-Lcc调节子突变库。选用2,2-联氮基双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺盐(ABTS)为底物的96孔板测定漆酶酶活高通量筛选方法对突变库中960株突变体进行筛选,并对酶活高的突变体进行摇瓶复筛,最终获得三株遗传稳定性良好的酶活较高地突变体M1、M2、M3,其粗酶液酶活分别是野生型菌株粗酶液酶活的1. 73倍、1. 46倍、1. 37倍,突变菌株M1粗酶液酶活最高可达35. 4 U/L。