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腈水解酶改造及手性γ-氨基丁酸前體化合物合成研究獲進展

文章來源:天津工業生物技術研究所   發布時間:2019-06-28  【字號:     】  

  手性γ-氨基丁酸類化合物具有鎮靜、催眠、抗驚厥、降血壓等生理作用,在神經系統藥物開發中占有重要地位,已上市藥物有(S)-普瑞巴林 (Lyrica)、(R)-巴氯酚 (Lioresal) 等。3-取代-4-氰基丁酸是合成手性γ-氨基丁酸類化合物的前體,可由腈水解酶立體選擇性水解二腈類化合物獲得?,F有工藝腈水解酶催化活性低、光學選擇性不強,不能滿足工業上的高催化效率、高立體選擇性的生產要求。

  中國科學院天津工業生物技術研究所研究員朱敦明、吳洽慶帶領的生物催化與綠色化工團隊,將來源于Synechocystis sp. PCC 6803的腈水解酶SsNIT與底物3-(4-氯苯基)-戊二腈進行分子對接,采用半理性設計及飽和突變的方法,獲得一個對3-取代戊二腈類化合物展現優良水解活性及更高立體選擇性的突變體。轉化實驗表明,突變體催化水解3-取代戊二腈類化合物,最高時空產率超過野生型酶30倍以上。通過進一步模擬分析發現,腈水解酶底物結合口袋發生了改變,被擴大的活性中心區域及活性口袋入口是突變體酶活性提高的原因。該研究為高效率、高立體選擇性合成手性光學純γ-氨基丁酸類原料藥奠定了堅實的基礎。相關研究成果已于221日在Catalysis Science & Technology(2019, 9, 1504–1510)上發表,612日被期刊編輯選入2019年度期刊HOT文章。

  該研究工作得到國家自然科學基金(No. 21572261)、中科院青年創新促進會(No. 2016166)及天津市科委(15PTCYSY00020、15PTGCCX00060)的支持。研究團隊的實習研究員于珊珊和副研究員姚培圓為論文并列第一作者。

  文章鏈接

 

腈水解酶及其突變體催化水解3-取代戊二腈類化合物 




(責任編輯:葉瑞優)

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