芳香杂环酮还原酶的基因挖掘及催化性质
出 版 物:《微生物学通报》 (Microbiology China)
年 卷 期:2024年
核心收录:
学科分类:0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种]
主 题:基因挖掘 芳香杂环酮还原酶 高立体选择性 MrADH 奈必洛尔
摘 要:【背景】(R,S)-2-氯-1-(6-氟-3,4-二氢-2H-1-苯并吡喃-2-基)-乙醇(NEB-8(R,S))是奈必洛尔的重要手性中间体,由芳香杂环酮还原酶不对称合成。而目前的天然酮还原酶催化效率低,对映选择性差,商业酮还原酶来源不明确,反应转化率低。【目的】研究具有高对映选择性、稳定性良好、催化效率优异的酮还原酶实现NEB-8(R,S)的高效不对称合成。【方法】基于已有的酮还原酶的蛋白质序列,通过基因挖掘,获得了来源于玫瑰谦虚杆菌(Modestobacter roseus)的酮还原酶基因mradh,在大肠杆菌BL21(DE3)中进行了表达,测定其对映选择性,表征其酶学性质,并优化它在高浓度底物下的反应。【结果】论文筛选获得了一种新型酮还原酶MrADH,其属于中链醇脱氢酶超家族,兼具氧化和还原能力。MrADH的氧化、还原活性的最适pH值分别为9.5和7.0;对于酮酯类底物、间位取代芳香酮、杂环酮和仲醇等底物,MrADH具有良好的还原氧化活性;此外,在40 ℃条件下,MrADH半衰期可长达207 h,显示出良好的热稳定性。MrADH能够高效地催化还原600 mmol/L的(S)-2-氯-1-(6-氟-3,4-二氢-2H-1-苯并吡喃-2-基)-乙酮,以接近100%的对映体过量(ee)和99.7%的转化率合成产物醇。【结论】来源于M. roseus的酮还原酶可以高效合成高光学纯度的盐酸奈必洛尔中间体,为奈必洛尔的合成奠定了基础。