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拼搏在线:天津工生所在定向进化方法学的三密码子理性设计研究中

天津工生所在定向进化方法学的三密码子理性设计研究中取得进展

  在有机合成领域,通过定向进化技术改造生物催化剂的立体/区域选择性受到越来越多的关注。然而筛选工作是制约酶定向进化改造的瓶颈,为有效解决这一难题,一系列通过构建“小而精”突变体文库的策略和方法被开发出来,如三密码子饱和突变技术(TCSM)等。利用该技术对多位点饱和突变体文库构建时关于密码子的选择应用有两种不同策略:即对所有拟突变位点设计并使用相同的简并密码子,或对每一位点使用不同的简并密码子,然而目前并没有对其开展系统的比较研究。

  中国科学院天津工业生物技术研究所研究员孙周通带领的酶分子工程与工业生物催化研究团队,围绕这一科学问题,以嗜热醇脱氢酶TbSADH为研究对象,基于上述两种策略分别构建突变体文库,测试了对四氢呋喃-3-酮等前手性酮类化合物的催化活性和立体选择性。研究表明,这两种策略均可对立体选择性进行有效改造(在95%覆盖度下,每个文库仅需筛选576个转化子),且均获得系列R-和S-选择性提高的突变体(92~99% 拼搏在线ee)。此外,通过分子对接及分子动力学模拼搏在线 拟等技术,对最优突变体的立体选择性机制进行计算解析,并从NADPH氢化还原的角度和距离等多方面解释手性催化机制。该研究首拼搏在线次对三密码子的不同设计策略开展了比较系统的研究,拓展了三密码子的设计应用空间,并解析了醇脱氢酶的不对称催化机理,为基于口袋工程的新酶新反应设计与不对称催化改造提供理论指导。

  研究工作得到了中科院“百人计划”等的资助,相关研究成果发表在ChemBioChem上。

  论文链接 

基于TCSM技术的密码子选取与应用策略