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【背景】光学纯环氧化物及邻二醇是一类多功能手性砌块。与化学合成法相比,环氧化物水解酶(EHs)介导的生物转化法因环境友好而成为当前的研究热点。【目的】从菜豆(Phaseolus vulgaris)中克隆一种EH基因并进行原核表达,研究重组酶催化环氧苯乙烷(Styrene oxide,SO)的水解特性。【方法】通过计算机辅助分析EHs的一级结构,推测一种菜豆来源的未知功能蛋白(PvEH4)可能具有EH活性。利用RT-PCR技术,以菜豆总RNA为模板,扩增编码PvEH4的基因pveh4,并实现其在Escherichia coli BL21(DE3)中的表达。利用重组菌E.coli/pveh4全细胞催化SO水解,分析PvEH4的对映选择性和区域选择性。【结果】一级结构分析表明,PvEH4具有α/β折叠型EH特有的保守区域。SDS-PAGE结果显示PvEH4的表观分子量为39.4 kD。PvEH4针对SO的对映选择率(E值)为10.1,区域选择性系数αS和βR分别为99.5%和82.5%。当外消旋SO转化率达到68.1%时,可同时获得99.9%ees的(R)-SO和92.3%eep的(R)-苯乙二醇(Phenyl-1,2-ethanediol,PED),两者的产率分别为31.9%和65.6%。【结论】PvEH4的挖掘不仅增加了植物类EHs的数量,同时也为EHs的蛋白分子改造提供参考。 相似文献
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环氧化物水解酶能够对外消旋环氧化物进行动力学拆分保留单构型的环氧化物。测定了菜豆环氧化物水解酶(Pv EH1)针对苯基缩水甘油醚及其甲基衍生物的催化特性,并基于分子对接及多序列比对分析确定7个突变位点,通过单点和组合突变对Pv EH1进行改造,以期改善Pv EH1对邻甲基苯基缩水甘油醚(1a)的催化特性。底物谱分析表明Pv EH1对1a的催化活性(157.2U/g湿细胞)和对映选择性(E=5.6)最高。单点突变结果显示E.coli/pveh1~(L105I)和E.coli/pveh1~(V106I)对1a的催化活性和对映选择性均有明显提高;L105I和V106I位组合突变菌株E.coli/pveh1~(L105I/V106I)的催化活性(493.8U/g湿细胞)是E.coli/pveh1的3.1倍,对映选择性(E=8.3)也提高至E.coli/pveh1的1.5倍。纯化后Pv EH1~(L105I/V106I)的催化活性为17.6U/mg,是Pv EH1的1.5倍,对1a的催化效率提高至Pv EH1的2.1倍。SDS-PAGE分析表明提高了蛋白质的可溶性表达量。利用E.coli/pveh1~(L105I/V106I)全细胞催化100mmol/L 1a水解动力学拆分获得手性纯(R)-1a(ee96%)的产率和时空产率分别为31.2%和5.12g/(L·h),因此,在手性纯(R)-1a的制备中,E.coli/pveh1~(L105I/V106I)是一种颇具潜力的生物催化剂。 相似文献
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