月度资讯 | 改造羰基还原酶用于高效不对称生物合成氟苯尼考中间体、麦角甾醇的高效生物合成等前沿动态

2024年10月3日，郑裕国院士团队柳志强教授课题组在ACS Catalysis(IF: 11.3)发表题为“A Highly Stereoselective and Efficient Biocatalytic Synthesis of Chiral Syn-Aryl β-Hydroxy α-Amino Esters”的研究工作。该工作通过组合运用loop工程和CAST/ISM 策略对微小杆菌来源的羰基还原酶(EaSDR6)进行半理性设计，获得高效突变体，对底物的催化效率提升至 909倍，且非对映选择性由59%提高至超过99%，底物上载量是目前文献报道的最高水平，具有极高的工业应用潜力。【点击查看原文】

2024年10月7日，江南大学倪晔/许国超团队在Nature Communications (IF: 14.7)发表题为“Enhanced stereodivergent evolution of carboxylesterase for efficient kinetic resolution of near-symmetric esters through machine learning”的研究工作。该工作利用高通量筛选获得高质量的数据集，训练出梯度提升的回归树模型，以促进立体选择性进化，获得了立体选择性互补的突变体。采用分子动力学(MD)模拟及QM/MM计算解释了羧酯酶及其突变体立体选择性控制的分子机制。【点击查看原文】

2024年10月12日，Washington大学的Jesse Zalatan Angew等人在Angewandte Chemie International Edition (IF: 16.1)发表题为“Computational Stabilization of a Non-heme Iron Enzyme Enables Efficient Evolution of New Function”的研究工作。该研究表明基于深度学习的工具ProteinMPNN可以用于重新设计Fe(II)/αKG超家族酶，以获得更好的稳定性、溶解性和表达性，同时保留天然活性和工业相关的非天然功能。经过三轮定向进化，得到了稳定的Fe(II)/αKG酶的具有催化活性的变体，该研究为新型生物催化剂的定向进化工作流程中基于深度学习的蛋白质稳定工具的常规实现提供了一个框架。【点击查看原文】

2024年10月12日，四川大学王娜副教授在ACS Catalysis(IF: 11.3)发表题为“Reversing the Enantioselectivity of Enzymatic Dynamic Kinetic Asymmetric Transformations in the Synthesis of Fused Lactones”的研究工作。该工作通过蛋白质工程对 ChKRED20 的活性空腔进行更加深入的改造，开发了酶促立体发散性合成手性稠环内酯的生物催化平台，实现了 20 种芳基三稠环内酯的立体发散性生物合成。【点击查看原文】

2024年10月15日，浙江大学医学院王健博团队联合暨南大学张志民、周洋团队在Nature Communications (IF: 14.7)上发表了题为“An efficient C-glycoside production platform enabled by rationally tuning the chemoselectivity of glycosyltransferases”的研究成果。该研究由定向进化入手，解析选择性机理，进一步依据机理引导化学选择性理性设计。同时基于获得的突变体打造了一个高效糖基化平台，不仅为糖基化合物的获取提供了相关催化剂，同时也为该类酶选择性的改造提供了一套通用的策略。【点击查看原文】

2024年10月17日，遵义医科大学陈永正团队在ACS Catalysis (IF: 11.3)发表题为“P450DA Monooxygenase-Catalyzed Chemoselective and Enantiodivergent Epoxidation of Unactivated Alkenes”的研究工作。该工作通过定向进化成功开发了P450DA突变体，显著提高了对未活化烯烃的环氧化选择性，并实现了同时合成两种手性环氧化物，展现了手性单取代末端环氧化物的应用潜力。【点击查看原文】

2024年11月7日，上海交大瞿旭东课题组与武汉大学张郑宇课题组、厦门大学王斌举课题组的合作在Proceedings of the National Academy of Sciences(IF: 9.4)发表题为“A nucleobase-driven P450 peroxidase system enables regio- and stereo-specific formation of C‒C and C‒N bonds”的研究工作。该工作采用进化关系导向的基因组挖掘策略，从细菌中鉴定出一种新的P450酶（PtmB），通过对多个PtmB-底物复合物的晶体结构解析、定点突变分析和QM/MM计算，深入揭示了PtmB独特的催化机制。该研究创新性地发现了核碱基在P450过氧化物酶催化中作为酸碱催化剂的新功能。这一发现有望为新型P450过氧化物酶及基于核碱基的生物催化剂的开发奠定重要基础。【点击查看原文】

2024年11月15日，江南大学周景文/曾伟主研究团队在3 Biotech 上发表了题为“Rational design of lanosterol 14α-demethylase for ergosterol biosynthesis in Saccharomyces cerevisiae”的研究成果。研究人员基于结构稳定性设计、共识设计、丙氨酸扫描突变和定点饱和突变，成功获得了F384E突变体，提高了稳定性和催化活性，从而增加麦角甾醇产量，在5L生物反应器中麦角甾醇产量达到3067.5 mg·L−1，这是迄今为止报告的最高产量。【点击查看原文】