真菌漆酶的结构与功能

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,能催化氧化酚类和芳香类化合物,同时伴随4个电子的转移,并将分子氧还原成水。漆酶结构的解析是阐明其催化作用机理、了解蛋白质结构与功能关系的基础。综述近年来对真菌漆酶蛋白结构及其功能研究的进展。     

大肠杆菌二硫键形成蛋白A（DsbA）研究进展

二硫键形成蛋白A(DisulfidebondformationproteinA,DsbA)是存在于大肠杆菌周质胞腔内的一种参与新生蛋白质折叠过程中催化二硫键形成的折叠酶。综述了DsbA三维结构、进化过程、协助蛋白质体内外复性方面的研究进展。DsbA比硫氧还原蛋白具有更强的氧化性,其强氧化性来自于Cys30残基异常低的pKa值和不稳定的氧化型结构,通过定点突变的研究表明了Cys30残基是DsbA活性中心最关键的氨基酸残基之一。DsbA不论在体内与目标蛋白融合表达还是在体外以折叠酶形式添加,都能有效地催化蛋白质的折叠复性,同时DsbA还具有部分分子伴侣的活性。     

过氧化氢驱动的细胞色素P450酶研究进展

细胞色素P450酶在自然界中广泛存在,能催化多种类型的氧化反应,在有机合成和生物化工方面具有重要的应用潜力。尽管大多数P450酶通常需要辅酶和复杂的电子传递体系协助活化氧分子,一些P450酶也可以利用过氧化氢作为末端氧化剂,这极大地简化了催化循环,为P450酶的合成应用提供了一条新的简便途径。本文系统地介绍了几类过氧化氢驱动的P450酶催化体系,包括脂肪酸羟化酶P450SPα和P450BSβ、脂肪酸脱羧酶P450OleTJE、人工改造的羟化酶P450BM3和P450cam突变体、以及基于底物误识别策略的P450-H2O2体系。通过分析催化反应机制,本文探讨了P450-H2O2催化体系在目前存在的挑战和可能的解决途径,并对其进一步应用前景进行了展望。     

过氧化氢驱动的细胞色素P450酶研究进展

细胞色素P450酶在自然界中广泛存在,能催化多种类型的氧化反应,在有机合成和生物化工方面具有重要的应用潜力。尽管大多数P450酶通常需要辅酶和复杂的电子传递体系协助活化氧分子,一些P450酶也可以利用过氧化氢作为末端氧化剂,这极大地简化了催化循环,为P450酶的合成应用提供了一条新的简便途径。本文系统地介绍了几类过氧化氢驱动的P450酶催化体系,包括脂肪酸羟化酶P450SPα和P450BSβ、脂肪酸脱羧酶P450OleTJE、人工改造的羟化酶P450BM3和P450cam突变体、以及基于底物误识别策略的P450-H2O2体系。通过分析催化反应机制,本文探讨了P450-H2O2催化体系在目前存在的挑战和可能的解决途径,并对其进一步应用前景进行了展望。     

大肠杆菌二硫键形成蛋白A（DsbA）研究进展

二硫键形成蛋白A（Disulfide bond formation protein A,DsbA）是存在于大肠杆菌周质胞腔内的一种参与新生蛋白质折叠过程中催化二硫键形成的折叠酶。综述了DsbA三维结构、进化过程、协助蛋白质体内外复性方面的研究进展。DsbA比硫氧还原蛋白具有更强的氧化性,其强氧化性来自于Cys³⁰残基异常低的pKa值和不稳定的氧化型结构,通过定点突变的研究表明了Cys³⁰残基是DsbA活性中心最关键的氨基酸残基之一。DsbA不论在体内与目标蛋白融合表达还是在体外以折叠酶形式添加,都能有效地催化蛋白质的折叠复性,同时DsbA还具有部分分子伴侣的活性。     

P450酶在植物三萜化合物生物合成中的催化与调控

植物三萜化合物是一类具有6个C₅异戊二烯单元的高附加值天然化合物,具有抗炎、护肝、抗肿瘤、抗氧化和降血压等重要药理活性。在三萜化合物生物合成过程中,细胞色素P450酶通过引入羟基、羧基、羰基以及环氧基等官能团,为丰富三萜结构的多样性起到了重要的作用。然而,目前P450酶底物催化特异性机制仍不清晰,异源底盘细胞中表达率低、与细胞色素氧化还原酶(CPR)的适配性差限制了其在植物三萜化合物微生物异源合成中的应用。本文系统地介绍了植物三萜化合物的合成途径、P450酶的催化系统组成和催化机制。通过P450酶的理性与非理性的分子改造,P450酶及其CPR的适应性匹配以及关键代谢途径的区室化研究,以期为P450酶在高效合成三萜化合物的应用提供研究思路。     

细胞色素P450 2B4的结构及其催化反应

细胞色素P450是广泛存在于动物、植物和微生物中的含亚铁血红素单加氧酶,参与致癌作用和药物代谢、类固醇激素合成、脂溶性维生素代谢、多不饱和脂肪酸转换为生物活性分子等生理过程。P450能够催化完成伯、仲碳氢键羟基化、烯烃和芳烃环氧化、碳碳键耦合和断裂、α羟基化(去烷基化和杂原子氧化)、还原、1,2-迁移(卤素、氢和苯)等有机反应。本文综述了P450 2B4的结构与功能,讨论了细胞色素P450 2B4的活性中心和底物识别位点、与底物反应和产物释放的机理,以及P450在有机合成中的应用。     

氢酶结构及催化机理研究进展

氢酶是一类催化氢的氧化或质子还原的酶,它在微生物产氢过程中扮演着重要角色。根据氢酶所含的金属元素,可分为NiFe_氢酶、Fe-氢酶和不含金属元素的metal_free氢酶。大多数氢酶含有金属原子,它们参与氢酶活性中心和[Fe_S]簇的形成。氢酶的活性中心直接催化氢的氧化与质子的还原,[Fe_S]簇则参与氢酶催化过程中电子的传输。目前已有数种NiFe_氢酶和Fe_氢酶的X射线衍射晶体结构被阐明。根据metal_free氢酶的序列特征,推断其结构与NiFe_氢酶和Fe_氢酶之间存在较大差异。对氢酶活性中心和[Fe_S]簇的深入研究,揭示了氢酶催化反应的机理。     

细胞色素P450酶与微生物药物创制北大核心CSCD

细胞色素P450酶广泛存在于动植物和微生物体内,具有底物结构多样性和催化反应类型多样性,在天然产物生物合成中扮演重要作用。P450酶可在温和条件下高选择性地催化结构复杂有机化合物中惰性C-H键的氧化反应,具备化学催化剂难以比拟的优势,因此在微生物制药领域具有广阔的应用空间。本文综述了参与天然产物生物合成的P450酶近年来的研究进展;P450酶的酶工程改造、生物转化实践及其在微生物药物创制方面的应用现状;探讨了P450酶的工业应用瓶颈及其解决途径;并对P450酶未来的应用前景进行了展望。     

毛栓菌产漆酶

<正>漆酶是一种环境友好型酶类,其催化底物单电子氧化形成自由基,同时将分子氧还原形成水,产生的自由基则耦合成二聚体或低聚物。漆酶可催化氧化多种底物,如酚类及其衍生物、芳胺及其衍生物、羟酸及其衍生物、一些金属有机化合物和甾类激素、生物色素等,在环境保护与修复、造纸工业、有机合成、食品工业、生物监测等领域有着广泛的应用前景。例如在染料脱色方面,以白腐真菌为主的一组丝状真菌对染料的降解脱色在近二十年来成为染料生物脱色研究的热点和主流。尽管漆酶在自然界中分布广泛,但     

细胞色素P450酶催化反应动力学研究进展

细胞色素P450是内质网膜上混合功能氧化酶系统的末端氧化酶,在生物体内分布广泛,主要催化机体内源和外源性物质在体内的氧化反应.细胞色素P450种类的多样性、催化反应类型的多样性以及底物的广谱性使其成为自然界最具催化作用的生物催化剂.在临床药物的生物学转化中,它参与大部分药物的生物氧化,因此具有重要的生物学意义.本文主要对细胞色素P450的催化反应机理,尤其是细胞色素P45催化下乙醇氧化的反应机理,及其在药代动力学方面的研究进行了综述.     

羟胺氧化还原酶在生物脱氮中的研究进展

羟胺氧化还原酶(hydroxylamine oxidoreductase,HAO)属于多血红素蛋白酶家族,每个单体由7个电子转移血红素和1个催化血红素组成.HAO既可分别催化羟胺和肼的氧化反应,也可催化羟胺、一氧化氮及亚硝酸盐的还原反应.不同硝化细菌中,HAO的最适温度、pH、底物、产物特异性及酶抑制剂等存在差异.作为...     

工程化P450酶特异性氧化修饰甾体化合物

甾体药物是仅次于抗生素的全球第二大类药物,具有抗炎、抗过敏、调节内分泌等重要功效。对甾体母核特定位点进行有效的氧化修饰,是引入药效活性的关键。研究表明,P450酶是催化甾体特异性氧化的一类关键酶家族。目前,电子传递效率和催化特异性是限制P450酶催化功能的重要因素,会导致目标甾体产物产量低、副产物积累严重等问题。因此,将围绕提高P450酶的催化效率及特异性方面的研究工作,系统综述工程化P450催化甾体类物质的方法策略和相关研究进展,并对催化甾体化合物的P450酶的设计和优化的未来发展进行展望,为该方面工作的深入研究提供指导。     

生物酶法催化瓦伦西亚烯生成圆柚酮

在体外,利用野生型CYP450BM-3对瓦伦西亚烯进行催化,酶-底物复合物催化NADPH氧化的速率为31±1.0 nmol(nmol P450)-1min-1,但催化产物中没有检测到圆柚酮的生成。突变体R47L/Y51F/F87A与底物复合物催化NADPH氧化的速率高于野生型,为79±6.5 nmol(nmol P450)-1min-1,并在催化产物中检测到圆柚酮的生成,但其产物选择性较差,圆柚酮的含量仅占总产物的6.8%。与此同时,检测了另一个突变体A74G/F87V/L188Q对瓦伦西亚烯的催化效果,发现其与底物复合物对NADPH的氧化速率与突变体R47L/Y51F/F87A相当,但产物中圆柚酮的比率更高,达8.0%。     

南沙链霉菌来源细胞色素P450酶CYP154C34的表征及生物转化

【目的】P450酶作为一种多功能生物催化剂,可在温和条件下高区域和立体选择性地催化复杂化合物中未活化的C-H键,因此P450酶在化工原料合成、环境污染物降解及药物合成等领域都具有重要作用。本文对南沙链霉菌基因组中的一个新颖的P450酶CYP154C34进行研究,通过构建异源表达和全细胞生物转化重组菌探究其功能。【方法】构建2种全细胞生物转化BL21(DE3)重组菌(含p ET28a-CYP154C34-RhFRED和pET28a-CYP154C34+pACYCDuet-Pdx/PdR)和1种异源表达BL21(DE3)重组菌(含pET28a-CYP154C34)。通过全细胞生物转化的方式筛选底物,分析催化功能及产物结构。比较2种全细胞生物转化重组菌和体外酶反应对底物的转化率。分析CYP154C34和不同底物及底物类似物的亲和力。【结果】通过底物筛选和产物鉴定发现CYP154C34可催化包括孕酮、睾酮、雄烯二酮在内的9种甾体化合物16α位羟基化。通过2种不同还原伴侣的全细胞体系及体外酶反应对底物转化率的比较,发现含有pET28a-CYP154C34-RhFRED的BL21(DE3)重组菌的...     

P450酶系中高效电子传递链的构建及应用

细胞色素P450作为单加氧酶的主要成员,能够在多种化合物中引入氧分子,催化包括羟化在内的多种反应。在级联的氧化还原反应中,需特定的电子传递链将氧原子中的电子传递至P450单加氧酶的亚铁红素结构中,并最终催化底物氧化,而电子传递体系的低效性往往成为整个反应的限速步骤。本文在介绍P450单加氧酶电子传递链基本结构的基础上,着重阐述对于细胞色素P450酶系中电子传递链未知或者内源性电子传递效率较低的情况下,利用DNA重组技术构建高效的电子传递链从而提高P450单加氧酶的催化效率相关研究进展,主要从细菌及真核细胞线粒体电子传递链(ClassⅠ)及真核生物细胞色素C还原酶CPR(ClassⅡ),天然融合电子传递链及人工融合蛋白电子传递链的构建及其应用展开。     

细胞色素P450BM3催化正十六烷动力学计算

细胞色素P450 BM3作为烷烃羟基化酶,能催化正链烷烃,已被广发研究和应用.利用动力学模拟软件对BM3酶与烷烃底物复合物进行构象、酶的活性位点以及结合能的预测,并通过模拟水以及离子环境下对复合物的影响,从能量及构象位移的角度阐述BM3酶与底物结合的机理,从而用分子动力学观点来解释细胞色素P450催化烷烃机理.用Auto dock等软件将BM3与十六烷对接,发现底物C16与铁原子间距为7.57 ?,并发现与底物结合的活性位点关键残基:ALA 330,ALA 74,SER 72,GLN 73,ALA328,LEU 188,LEU 437.经Gromacs动力学模拟步长为1 ns,温度在298 K,压力为常压1.0,复合物结合稳定.     

酶促聚合：绿色的高分子材料合成技术

以酶促聚合为代表的绿色高分子合成途径，以其反应条件温和、产物多分散性低、无金属催化剂残留、高度立体和区位选择性等优势，成为医用高分子材料合成领域中的研究热点。目前，氧化还原酶、水解酶、转移酶均成功应用于聚合反应，其中脂肪酶催化的缩聚反应及开环聚合反应研究最为广泛，同时，以可逆加成-断裂链转移聚合和原子转移自由基聚合为代表的酶促可逆失活自由基聚合得到了快速发展。针对酶促聚合中单体及合成产物结构与性能单一、应用范围有限等缺陷，基于酶促聚合与原子转移自由基聚合、开环易位聚合等反应的偶联，制备了多种不同结构与性能的聚合物材料，推动了上述材料在药物与基因递送领域中的应用。本文综述了脂肪酶催化聚合、酶促可逆失活自由基聚合、酶促化学偶联催化等方面的研究进展，并探讨了目前研究的局限性和未来研究方向。     

漆酶结构的研究进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,具有特异的氧化还原电位,能够催化氧化酚类和芳胺类化合物,同时伴随4个电子的传递,最终将O2还原成水。本文就近年来漆酶的结构及其特性的研究进展做扼要综述。     

老黄酶OYE家族的蛋白质工程的研究进展 *

老黄酶OYE家族酶是一类广泛分布的能够催化烯烃化合物不对称还原的酶类,其能够用于多种手性化合物的制备.分析了OYE家族酶的系统分类及催化反应类型,针对目前该类酶在应用过程中出现的稳定性差,活性低及底物特异性强等问题,综述了蛋白质工程方法对该类酶进行改造的研究进展,为深入研究该家族酶的催化机制及进一步改造提供参考,同时为进一步拓展OYE酶的工业化应用奠定基础.