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科研动态

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ACS Catalysis发表我室高活性羰基还原酶合成应用技术

作者:张雨卉 发布时间:2017-10-10 15:10:00

 近日,我室在高活性羰基还原酶的理性改造与合成应用方面取得可喜进展。美国化学会期刊ACS Catalysis以“Preparation of Structurally Diverse Chiral Alcohols by Engineering Ketoreductase CgKR1”(ACS Catal.2017, DOI:10.1021/acscatal.7b01933)为题,在线报道了这一最新研究成果。

近年来,我国传统的化学化工及相关制造业面临着巨大的环保压力和节能减排的挑战,以工业酶为核心的生物合成技术,可以显著降低生产过程中的资源与能源消耗,减少污染物的排放,成为了企业创新驱动、转型发展、依法减排所亟需的先进制造技术。然而天然来源的酶通常无法满足实际应用环境中的苛刻条件,因此需对其工业应用性能进行提升。针对野生型羰基还原酶CgKR1底物谱不够宽、催化活性不够高的缺陷,研究人员基于分子动力学模拟分析和长期的研究工作积累,推断出酶的底物通道上可能影响活性的两个关键氨基酸残基Phe92和Phe94。通过对酶进行结构改造,研究人员获得了一个对28种羰基底物催化活性显著提高的突变体CgKR1-F92C/F94W,并成功用于多种药物手性中间体的扩大制备。这一广谱、高效的生物催化剂为华理的工业酶库再添新的合成工具。

许建和教授领导的生物催化与合成生物技术团队长期致力于羰基还原酶、亚胺还原酶、单加氧酶、环氧水解酶等工业生物催化剂的开发与应用研究,构建了一个包含千余个品种的“千酶库”,努力为化学、化工、医药等行业客户量身定制高效、专一的酶催化剂及其相应的绿色合成工艺。

上述研究工作由郑高伟副教授率领学生刘源炀和陈琦博士等完成。该研究工作还得到了中央高校基本科研业务费专项资金和上海市浦江人才等项目的资助。郑高伟作为团队核心成员之一,在Curr Opin Biotechnol, Chem Commun, Org Lett, Adv Synth Catal, ChemCatChem等国际高影响力学术期刊上发表学术论文36篇,主持承担“手性胺酶促合成与催化机制解析”等国家自然基金项目2项,“973计划”、“863计划”项目子课题及企业合作课题5项。

论文信息:Gao-Wei Zheng, Yuan-Yang Liu, Qi Chen, Lei Huang, Hui-Lei Yu, Wen-Yong Lou, Chun-Xiu Li, Yun-Peng Bai, Ai-Tao Li and Jian-He Xu. Preparation of Structurally Diverse Chiral Alcohols by Engineering Ketoreductase CgKR1. ACS Catal., 2017, 7, 7174, DOI: 10.1021/acscatal.7b01933