铁氧还蛋白调控P450催化活性的结构机制研究
批准号:
31800664
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
李峰伟
依托单位:
学科分类:
蛋白质、多肽与酶生物化学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
杜磊、房博、蒋媛媛、曲泽鹏、梁伟男
中文摘要
细胞色素P450单加氧酶能够在温和条件下催化许多在有机合成中极具挑战性的选择性氧化反应,在天然产物生物合成及药物前体筛选中有很大的应用前景。铁氧还蛋白(ferredoxin,Fdx)作为P450活性必须的电子穿梭载体是影响P450催化效率的重要因素,但Fdx如何与P450酶选择配对?Fdx通过何种机制影响P450酶催化效率尚不清楚。为了阐明这些科学问题,本项目拟选择委内瑞拉链霉菌中的P450酶PikC及其内源性svFdx为研究对象,利用体外酶反应重构分析不同svFdx对PikC催化活性的影响;运用结构生物学方法解析对PikC活性产生差异化影响的svFdx的三维结构,通过结构分析和生化分析阐明svFdx影响PikC催化效率及产物分布的结构机制,为提高P450酶的催化效率、促进其工业应用提供新的思路和理论基础。
英文摘要
Cytochrome P450 monooxygenases (P450s) are capable of catalyzing the selective oxidation reactions under mild conditions that are highly challenging in organic synthesis, thus holding great application potential in natural product biosynthesis and drug precursor screening. Ferreoxins (Fdxs), as the required electron shuttle vectors, are one of the key factors affecting the catalytic efficiency of P450s. However, it remains unclear how a P450 enzyme and an Fdx match each other, and what are the structural basis for the molecular recognition between P450s and Fdxs. To answer these important questions, in this project, we chose to study the P450 enzyme PikC and its endogenous svFdxs from Streptomyces venezuelae in order to clarify the above mentioned mechanism. First, we plan to analyze the effects of different svFdxs on the catalytic activity of PikC in vitro. Second, we will solve the three-dimensional X-ray crystal structures of a number of svFdxs that differentially regulate the PikC activity. Based on structural and biochemical results, the structural mechanism for the regulation of P450 activity by ferredoxins will be elucidated. Furthermore, this study will provide new insights into improvement of P450 catalytic efficiency and promote its industrial applications.
细胞色素P450单加氧酶能够在温和条件下催化许多在有机合成中极具挑战性的选择性氧化反应,在天然产物生物合成及药物前体筛选中有很大的应用前景。铁氧还蛋白(ferredoxin,Fdx)、铁氧还蛋白还原酶(Ferredoxin reductase, FdR)作为I型P450酶活性必须的电子穿梭载体是影响P450催化效率的重要因素,这些还原伴侣组合是通过何种机制影响P450酶催化效率尚不清楚。为了阐明这些科学问题,本项目以本课题组发现的Fdx1499为电子传递中间体分别与一系列不同的FdR进行组合完成了对P450sca2催化的体外酶反应重构;解析了3个不同FdR的晶体结构; 通过结构分析和生化分析阐明FdR影响电子传递和催化效率的关键机制,为提高P450酶的催化效率、促进其工业应用提供新的思路和理论基础。
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
登录
查看更多内容
DOI:
10.1111/febs.15874
发表时间:
2021
期刊:
FEBS Journal
影响因子:
5.4
作者:
[You Cai, Li Fengwei, Zhang Xingwang, Ma Li, Zhang Yu-Zhong, Zhang Wei, Li Shengying]
通讯作者:
Li Shengying
Structural overview and perspectives of the nuclear receptors, a major family as the direct targets for small-molecule drugs.
作为小分子药物直接靶标的主要家族核受体的结构概述和展望
DOI:
10.3724/abbs.2021001
发表时间:
2022-01-25
期刊:
Acta biochimica et biophysica Sinica
影响因子:
3.7
作者:
[Li F, Song C, Zhang Y, Wu D]
通讯作者:
Wu D
Development of MEMS directed evolution strategy for multiplied throughput and convergent evolution of cytochrome P450 enzymes
开发MEMS定向进化策略以实现细胞色素P450酶的倍增通量和收敛进化
DOI:
10.1007/s11427-021-1994-1
发表时间:
2021-08-31
期刊:
SCIENCE CHINA-LIFE SCIENCES
影响因子:
9.1
作者:
[Ma,Li, Li,Fengwei, Li,Shengying]
通讯作者:
Li,Shengying
Structure-guided manipulation of the regioselectivity of the cyclosporine A hydroxylase CYP-sb21 from Sebekia benihana
结构引导操作 Sebekia benihana 环孢菌素 A 羟化酶 CYP-sb21 的区域选择性
DOI:
10.1016/j.synbio.2020.07.004
发表时间:
2020-09-01
期刊:
SYNTHETIC AND SYSTEMS BIOTECHNOLOGY
影响因子:
4.8
作者:
[Li, Fengwei, Ma, Li, Li, Shengying]
通讯作者:
Li, Shengying
甲基化修饰策略调控BCL-2/MCL-1靶向大环肽透膜效率的机制研究
-
批准号:32571455
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50.00万元
-
批准年份:2025
-
负责人:李峰伟
-
依托单位:
国内基金
海外基金