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锐谈 | ACS Catal: D-氨基酸氨基转移酶的定向进化产生(R)-β-转氨酶

锐谈 | ACS Catal: D-氨基酸氨基转移酶的定向进化产生(R)-β-转氨酶

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  • 发布时间:2023-05-16 15:02
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锐谈 | ACS Catal: D-氨基酸氨基转移酶的定向进化产生(R)-β-转氨酶

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吡哆醛-5′-磷酸(PLP)依赖性转氨酶(TAs)根据对不同的氨基供体大致分为α-或ω-TA,ω-TAs可进一步分为两个亚组,即β-TAs和胺转氨酶(ATAs)。ATAs 可以将氨基从胺化合物(不是来自 β 和 γ-氨基酸)可逆地转移到氨基受体上,相反,β-TA可以可逆地将氨基从β和γ-氨基酸和胺转移到氨基受体上。
研究者将(R)-β-TA活性引入来自vanbaalenii分枝杆菌的(R)-β-ATA之后,突变体显示出广泛的底物特异性和对芳香胺的高活性。但是这可能会改变了酶的立体选择性。选择来自Bacillus subtilis的D-氨基酸转氨酶(DATA)做为支架,将(R)-β-TA活性引入DATA,所得突变体(HW1)对β-和γ-氨基酸(分别为54和10mU/mg)表现出相当大的催化活性。进一步对HW1进行迭代饱和诱变(ISM)的进化,采用邻二甲苯二胺(OXD)的高通量筛选方法,也就是携带突变文库的大肠杆菌转化体在含有IPTG和OXD的LB琼脂平板上生长。以苯甲醛作为氨基受体,进化得到的Mab和Mba比初始HW1的酶活分别高173和129倍。
使用突变体(R)-β-TA(Mab/Mba)进行全细胞催化来拆分2 mM外消旋β、γ-和δ-氨基酸底物,均成功分离成相应的(S)-构型(ee >99%),转化率约为50%,对映选择性高(E > 100)。
进一利用突变体(Mab/Mba),以40mM(R)-PEA(氨基供体)和10 mM相应的酮酸不对称合成相应的β、γ-和δ-氨基酸时,可合成7.6 mM(R)-γ-氨基酸,它的催化性能与天然存在的(S)-β-TAs相当,最高可得到5.1 mM的(R)-β-氨基酸(ee值>99%)以及2.88mM相应的(R)-δ-氨基酸。
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c04221

作者:七页

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