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近平滑假丝酵母(S)-型羰基氧化酶立体选择性分子催化机制的研究
结题报告
批准号:
31070059
项目类别:
面上项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
张荣珍
依托单位:
学科分类:
C0102.微生物生理与生化
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
肖荣、王海燕、穆晓清、胡庆森、郭金玲、耿亚维、王珊珊
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中文摘要
近平滑假丝酵母CCTCC M203011是一株高效转化手性苯基乙二醇,具有自主知识产权的优良菌株。立体选择性氧化还原酶SCR是由前体2-羟基苯乙酮合成(S)-苯基乙二醇的关键酶。前期研究表明SCR具有独特的蛋白质四级结构(Protein Sci, 2008, 17(8): 1412-23)),关键氨基酸位点突变直接影响催化效率和产物空间对映性(Appl Environ Microbiol, 2009, 75: 2176-83)。本研究在已成功克隆的SCR同功酶簇基因(GenBank 1204390, 1204394, 1204396)和初步获得蛋白单晶的基础上,进一步测定SCR酶簇(SCRⅠ,SCRⅡ和SCRⅢ)单体蛋白、酶与底物、辅酶NADPH等相互作用的蛋白质复合物三维结构,探究选择性氧化还原酶的构效关系,阐明酶分子选择性催化机理,为进一步高效合成手性醇提供理论依据。相关研究未见报道。
英文摘要
来源于近平滑假丝酵母的羰基还原酶能够催化潜手性底物酮,产生手性醇。利用分子生物学技术,实现了(S)-羰基还原酶在多种数宿主细胞中的高效表达和生物转化;从近平滑假丝酵母染色体组中克隆获得了新型高效的(S)-羰基还原酶簇:(S)-羰基还原酶I,II和III。基于生物信息学技术,对酶进行了蛋白结构模拟,结合蛋白质工程手段,对该羰基还原酶实施定点突变,进行蛋白质功能研究,获知了一些关键位点与酶蛋白的生物催化活性之间的关系,并成功改变了酶催化底物的特异性。通过定点突变技术,改变近平滑假丝酵母短链羰基还原酶Ⅱ(SCRⅡ)催化苯乙酮衍生物的功能,选择羰基还原酶Ⅱ的底物结合域中关键氨基酸位点Glu228Ser实施突变,实现了一种酶催化数种手性芳香醇的突破。另外采用蛋白质结晶手段,筛选获得了(S)-羰基还原酶与底物,(S)-羰基还原酶与辅酶的蛋白晶体,(R)-羰基还原酶与底物、辅酶或产物的蛋白复合物晶体,并进行X-衍射,解析出了(R)-羰基还原酶复合物的蛋白空间结构。本研究为氧化还原酶高效催化手性醇合成提供了重要的科学依据和理论基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2013
期刊:微生物学报
影响因子:--
作者:张波涛;张荣珍;王磊;徐岩
通讯作者:徐岩
Improved production of (R)-1-phenyl-1,2-ethanediol using Candida parapsilosis (R)-carbonyl reductase expressed in Pichia pastoris
使用巴斯德毕赤酵母中表达的近平滑念珠菌 (R)-羰基还原酶提高 (R)-1-苯基-1,2-乙二醇的产量
DOI:10.1016/j.procbio.2010.11.016
发表时间:2011-03-01
期刊:PROCESS BIOCHEMISTRY
影响因子:4.4
作者:Zhang, Rongzhen;Xu, Yan;Zhang, Botao
通讯作者:Zhang, Botao
DOI:--
发表时间:2011
期刊:微生物学报
影响因子:--
作者:张波涛;张荣珍;王珊珊;徐岩
通讯作者:徐岩
Improvement of (R)-carbonyl reductase-mediated biosynthesis of (R)-1-phenyl-1,2-ethanediol by a novel dual-cosubstrate-coupled system for NADH recycling
通过新型双共底物偶联系统改进 (R)-羰基还原酶介导的 (R)-1-苯基-1,2-乙二醇生物合成,用于 NADH 回收
DOI:10.1016/j.procbio.2012.03.007
发表时间:2012-07
期刊:PROCESS BIOCHEMISTRY
影响因子:4.4
作者:Wang, Shanshan;Xu, Yan;Zhang, Rongzhen;Zhang, Botao;Xiao, Rong
通讯作者:Xiao, Rong
DOI:10.1371/journal.pone.0083586
发表时间:2013
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Zhang R;Zhang B;Xu Y;Li Y;Li M;Liang H;Xiao R
通讯作者:Xiao R
羊布鲁氏菌7α-羟基固醇脱氢酶结构解析及其高效稳定催化制备7-氧代石胆酸的分子机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    张荣珍
  • 依托单位:
近平滑假丝酵母SCR四种同工酶相互结合形成异源酶催化多环类底物分子机制研究
  • 批准号:
    31970045
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    张荣珍
  • 依托单位:
“Fishes-in-net” 酵母孢子微胶囊式近平滑假丝酵母SCRII酶有机相高效手性合成机制研究
  • 批准号:
    31670070
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    张荣珍
  • 依托单位:
近平滑假丝酵母立体选择性(R)-和(S)-羰基还原酶的催化机制与理性设计
  • 批准号:
    31370100
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    张荣珍
  • 依托单位:
国内基金
海外基金