电子传递链的适配提高孕酮17α羟基化生物催化效率

17α羟化酶是转化孕酮制备各种孕激素药物中间体的关键酶。为提高该酶在生物催化中的特异性羟基化能力,本研究将来源于纤维素黏性细菌(Sorangiumcellulosum)Soce56的羟化酶CYP260A1与大肠杆菌(Escherichia coli) K-12来源的Fpr和牛肾上腺来源的Adx4-108组建成新的电子传递系统,用于孕酮的生物转化。通过对CYP260A1进行选择性突变,获得17α羟化酶活性显著提高的突变体S276I,经体外催化体系的优化设计,使17α-OH孕酮的产率达到58%。此外,利用定点突变技术探究铁氧还蛋白Adx4-108的模拟磷酸化对17α羟化酶活性的影响,结果显示,突变体Adx4-108T69E向S276I传递电子,进一步增强了对孕酮C17位的特异性,17α-OH孕酮的产率最终提高到74%。本研究为细菌来源的17α羟化酶特异性转化生产17α-OH孕酮提供了新的方案,为孕激素类药物在工业上利用生物转化法生产奠定了理论基础。