摘要目的:(1)从GenBank数据库中筛选pmMsrA、pmMsrB同源蛋白,获得在高底物浓度下具有高效制备手性亚砜活性的Msr蛋白;(2)对同源蛋白ppMsrA进行定向进化改造尝试增强酶的底物耐受浓度和热稳定性。<br> 方法:分别以pmMsrA和pmMsrB蛋白序列为模板,利用BLAST在线工具进行比对,从GenBank数据库中选择几个同源性不等的Msr同源蛋白,进行序列合成并构建重组质粒后,IPTG诱导表达重组蛋白。针对pmMsrB同源蛋白,利用整细胞催化反应分析它们制备(S)-亚砜的活性。接着检测同源蛋白akMsrB的最适反应条件,探究它对(S)-甲基对甲苯亚砜和(R)-甲基对甲苯亚砜的相对活性以及底物耐受浓度。针对pmMsrA同源蛋白,诱导后提取粗酶,在不同pH值、温度下检测它们的最适反应条件,分析它们制备(R)-亚砜的活性,接着设计不同浓度(100-350mM)的不同底物,检测活性最好的paMsrA的底物耐受浓度和底物普适性。对同源蛋白ppMsrA,通过一步式PCR建立饱和突变体库,然后建立高通量筛选方法,筛选出底物耐受浓度、温度稳定性提高的突变体。<br> 结果:(1)以8种不同亚砜作为底物,对pmMsrB同源蛋白制备(S)-亚砜的活性进行分析,得到了催化活性最佳的同源蛋白akMsrB。(2)以甲基苯基亚砜为底物通过条件优化确定了akMsrB的最适pH为7.0,最适温度为35℃。(3)在最适反应条件下探究akMsrB对(S)-甲基对甲苯亚砜和(R)-甲基对甲苯亚砜的相对活性,验证了它的对应选择性实际上可能更好。它可以在底物浓度高达50mM的情况下,制备ee值为98%的(S)-甲基对甲苯亚砜。(4)以甲基苯基亚砜为底物通过条件优化确定了pmMsrA同源蛋白的最适pH为8.0,最适温度为30℃。(5)在最适反应条件下,分析了pmMsrA同源蛋白制备(R)-亚砜的活性,得到了活性最好的同源蛋白paMsrA。(6)在最适反应条件下,它可以催化底物浓度高达320mM(45g/L)的甲基苯基亚砜,以高对映体选择性(E>200)实现ee>99%,产率约50%(理论最佳产率)的(R)-甲基苯基亚砜的动力学拆分。(7)在100mM底物浓度下,实现了11种ee>99%,产率接近50%的R构型的芳香族亚砜的动力学拆分。(8)以11个差异氨基酸为突变位点构建了11个饱和突变体库,根据B-factor分析,构建了2个饱和突变体库,并对这11个突变体库进行了底物耐受初步筛选、13个突变体库进行了热稳定性的初步筛选。<br> 结论:本课题从GenBank数据库中分别选择了六种同源性较高的pmMsrB和五种同源性较高的pmMsrA同源蛋白,最终得到了来自Acdocovoraxsp.KKS102的MsrB蛋白(命名为akMsrB),实现了在50mM底物浓度下高效制备(S)-亚砜;而来自Pseudomonasalcaliphila的MsrA蛋白(命名为paMsrA),实现了在320mM的底物浓度下高效制备(R)-亚砜,通过普适性的考察,表明它们可高效制备一系列的芳香族(S)-亚砜或(R)-亚砜;最后成功建立了13个饱和突变文库,并完成了初步筛选。
更多相关知识
- 浏览0
- 被引0
- 下载0
相似文献
- 中文期刊
- 外文期刊
- 学位论文
- 会议论文