合成生物催化剂摘译自:https://aem.asm.org/content/86/18/e01225-20

卤代有机化合物在制药、诊断、农业和材料工业中发挥着重要作用。虽然工业上已经很好地将卤素与有机化合物反应结合,但在分离和纯化过程中往往生成物质且产率低,而卤化酶具有良好的选择性,可以通过催化,更有效更环保生产卤代有机化合物因此,这些酶为开发用于生物合成活性物质的生物催化剂以及设计新的合成路线开辟了广阔的可能性。

多环黄酮类抗生素,如:黄脂菌素(Xantholipin)等属于芳香族聚酮化合物,具有高度氧化的角六环骨架和各种聚酮化合物合酶(PKS)修饰。当多环氧杂蒽酮被卤化,这些卤代化合物对癌细胞表现出有效的和选择性的细胞毒性,具有潜在的药用价值。

上交由德林课题组前期已从黄脂菌素产生菌中筛选到了其生物合成基因簇,并对基因簇中关键结构基因的功能进行了研究,同时研究了黄脂菌素中核心蒽酮环形成机制,并确定了其生物合成途径。近日,他们在Applied and Environment Microbiology上发表了题为Flavin Adenine Dinucleotide-Dependent Halogenase XanH and Engineering of Multifunctional Fusion Halogenases的文章。进一步探索氯化反应的机理,并对候选卤化酶XanH的功能进行了表征。

首先,课题组敲除了黄脂菌素生产菌中可能编码卤化酶的XanH,发现这会抑制黄脂菌素的合成,同时积累脱氯化合物。当ΔXanH突变体进行XanH遗传互补,黄脂菌素恢复生产。在上述基础上,进一步对XanH的生物信息学分析和生化调查表明它是一种依赖黄素的卤FDHflavin-dependent halogenases),具有黄素还原和氯化的作用。其次,他们研究表明,XanH还原黄素的机制是借助NADH完成的。然后,他们进一步证实了XanH对黄脂菌素生物合成的化合物表现出高度的特异性。最后,由于利用卤化酶XanH无法使黄素全部还原,通过额外补充FAD还原酶将更有利于生产氯化程度更高的产品。因此,课题组构建了自给自足的FDR-XanH融合酶,保持原有活性且扩大了底物范围。

本文主要阐述了XanH卤化酶的探索和开发与多功能融合型自给卤化酶FDR-XanH的构建,便于未来高效进行XanH衍生卤化酶的蛋白质工程和高催化活性的生物催化剂的工程开发。

(王雨舟 摘译)


地址:浙江省湖州市红丰路1366号 湖州市南太湖科技创新中心1-3楼 邮编:313000
电话:0572-2165708 传真:0572-2165708 Email:info@cibt.ac.cn

Powered by PageAdmin CMS