生物学杂志 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (2): 1-.doi: 10.3969/j.issn.2095-1736.2025.02.001
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李润通1,2, 李 旭2,3, 袁 波2,3,4, 郭敬功1, 曲 戈2,3,4, 孙周通2,3,4
LI Runtong1,2, LI Xu2,3, YUAN Bo2,3,4, GUO Jinggong1, QU Ge2,3,4, SUN Zhoutong2,3,4
摘要: (S)-3-羟基四氢呋喃是一种重要的医药中间体,其化学法合成面临手性控制不好、成本高等挑战,作为替代方案,醇脱氢酶可一步催化底物二氢-3(2H)-呋喃酮的不对称还原反应,生成相应的醇产物。研究通过筛选醇脱氢酶库,获得来源于Aromatoleum aromaticumEbN1的醇脱氢酶PED,能够不对称催化还原二氢-3(2H)-呋喃酮合成(S)-3-羟基四氢呋喃。通过反应条件优化,PED催化该反应的转化率>99%,催化效率(kcat/Km)为0.40 L/(mmol·s),产物ee值为90%,且维持较好的热稳定性(Tm=67 ℃)。通过计算分析酶关键残基与底物的相互作用,揭示了PED催化底物还原的立体选择性控制机制,即S141、Y151和Y154关键残基与底物形成氢键相互作用网络,促进形成(S)-前手性构象,辅酶NADH中氢负离子转移至羰基碳原子,将底物还原为(S)-产物。此外,放大反应实验表明PED可耐受400 mmol/L底物浓度,并可在5 h内实现完全转化。通过分离纯化,产物收率为74.7%,ee值为90%。研究挖掘到一个新颖醇脱氢酶PED,并对其酶学性能进行表征,拓展了生物法合成(S)-3-羟基四氢呋喃的酶工具箱。
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