“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
结题报告
批准号:
31670070
项目类别:
面上项目
资助金额:
25.0 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:
2018
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
肖荣、王海燕、李尧慧、邵明龙、周晓天、姜佳伟、李坤鹏、李静、刘海燕
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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乙二醇,具有自主知识产权的优良菌株。其立体选择性氧化还原酶SCRII催化不对称反应底物浓度低且专一性强(Bioresour Technol2011,102:483-89;PLoS ONE,2013, 8:e83586;Microb Cell Fact,2012,11:167-75)。本研究拟构建孢子微胶囊酶,该酶采用“Fishes-in-net”催化模式,底物和辅酶自由进出孢子,酶固定于孢子内。研究微胶囊酶催化立体异构反应的生理生化与动力学特性、立体选择性、及酶与辅酶协同和稳定催化的作用模式,为获得稳定的高选择性新立体选择性还原酶有机相高效手性合成提供理论基础。
英文摘要
Candida parapsilosis CCTCC M203011 is an excellent strain for chiral alcohol production with independent intellectual property rights. The stereoselective oxidoreductase SCRII catalyzes asymmetric reaction towards low-concentrated substrate and exhibits strong substrate specificity (Bioresour Technol, 2011, 102:483-89; PLoS ONE, 2013, 8:e83586; Microb Cell Fact, 2012, 11:167-75). The project focuses on construction of spore-encapsulation in Saccharomyces cerevisiae with osw1 gene delection and enhanced permeability. The spore-encapsulation follows the “Fishes-in-net” model: the substrates and cofactors can smoothly get into and out of the spores, while enzyme is immobilized in spores. The physiological, biochemical and dynamic characteristics, substrate and product stereroselectivity, and interaction model between encapsulated enzyme and cofactor will be studied. The cofactor-regeneration metabolic pathways will be strengthened in the yeast-spore encapsulation system. The project will provide theoretical basis of novel and stable carbonyl reductases with high stereoselectivity for efficient chiral synthesis in organic phase.
近平滑假丝酵母CCTCC M203011是一株具有自主知识产权的优良菌株。其立体选择性氧化还原酶SCRII催化不对称反应底物浓度低且专一性强。本研究理性设计SCRII的定点突变E228S,改变了酶的底物特异性,与葡萄糖脱氢酶相偶联。以敲除osw1基因通透性增强的酿酒酵母孢子为载体,将偶联酶构建在孢子中,形成微胶囊酶,该酶采用“Fishes-in-net”催化模式,底物和辅酶自由进出孢子,酶固定于孢子内。解析了微胶囊酶催化立体异构反应的生理生化与动力学特性、立体选择性、及酶与辅酶协同和稳定催化的作用模式,和酶有机相催化高浓度底物的分子机制。另外,我们设计了特定的一种固定在多孔ZnO/C纳米颗粒上具有双功能的“kiwifruit-assembly”的氧化还原酶:SCRII和GDH显著提高温度、pH和有机溶剂的稳定性。当底物浓度为75 mM时,反应仅需1 h,产物的产率高达100%。纳米酶重复使用10个批次,转化产率高于72%。纳米酶的生产力比游离酶提高了4.5–8.0倍,反应时间缩短了2.0–8.0倍。纳米酶通过激发质子偶联电子传递,不仅高效手性催化,且具有长期和优秀的再生稳定性。酵母孢子微胶囊酶和纳米酶中强化辅酶代谢,为获得稳定的高选择性新立体选择性还原酶有机相高效手性合成奠定了较坚实的研究基础。
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
Ala258Phe substitution in Bacillus sp YX-1 glucose dehydrogenase improves its substrate preference for xylose
芽孢杆菌 YX-1 葡萄糖脱氢酶中的 Ala258Phe 取代提高了其对木糖的底物偏好
DOI:10.1016/j.procbio.2017.03.003
发表时间:2017
期刊:Process Biochemistry
影响因子:4.4
作者:Jing Li;Rongzhen Zhang;Yan Xu;Rong Xiao;Kunpeng Li;Haiyan Liu;Jiawei Jiang;Xiaotian Zhou;Lihong Li;Lixian Zhou;Yang Gu
通讯作者:Yang Gu
DOI:--
发表时间:2017
期刊:微生物学报
影响因子:--
作者:李坤鹏;张荣珍
通讯作者:张荣珍
The high expression of Aspergillus pseudoglaucus protease in Escherichia coli for efficient hydrolysis of soy protein and milk protein
拟青曲霉蛋白酶在大肠杆菌中高表达,高效水解大豆蛋白和牛奶蛋白
DOI:--
发表时间:--
期刊:Preparative Biochemistry & Biotechnology
影响因子:2.9
作者:Haiyan Liu;Rongzhen Zhang;Lihong Li;Lixian Zhou;Yan Xu
通讯作者:Yan Xu
DOI:10.1002/adma.201705443
发表时间:2018-03
期刊:Advanced Materials
影响因子:29.4
作者:Rongzhen Zhang;Jiawei Jiang;Junping Zhou;Yan Xu;R. Xiao;X. Xia;Z. Rao
通讯作者:Rongzhen Zhang;Jiawei Jiang;Junping Zhou;Yan Xu;R. Xiao;X. Xia;Z. Rao
DOI:--
发表时间:2017
期刊:生物工程学报
影响因子:--
作者:刘倩妮;徐美娟;张荣珍;饶志明
通讯作者:饶志明
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:
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:
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
  • 批准号:
    31070059
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    张荣珍
  • 依托单位:
国内基金
海外基金