一种新型ω-转氨酶的工业适应性选择
作者:
作者单位:

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金 (No. 21776084/B060804) 资助。


Industrial adaptability selection for a novel ω-transaminase
Author:
Affiliation:

Fund Project:

National Natural Science Foundation of China (No. 21776084/B060804).

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    尽管ω-转氨酶被认为是手性胺合成中极具工业潜力的生物催化剂,但是由于受限于酶的热不稳定及不利的反应平衡,能直接适用于工业的野生酶极少。为了发现工业适应潜力的新型ω-转氨酶,文中设计了包括底物、序列、克隆、酶活、转化率及酶学的工业适应性选择流程,并对各筛选步骤中存在的问题进行了研究,进而从土壤宏基因组中筛选出了一种来源于柄杆菌属的新型ω-转氨酶ATA-W12,以异丙胺为供体在1 mL反应体系中转化了85.84% 1-Boc-3-吡咯烷酮 (20 mmol/L) 和67.42% 1-Boc-3-哌啶酮 (20 mmol/L)。酶学筛选发现,ATA-W12在40 ℃孵育168 h活力维持不变;优选反应条件为pH 8.5、40 ℃;这些特征利于工业用理想氨基供体异丙胺的使用。笔者已采用ATA-W12实现了100 g/L光学纯(S)-(+)-1-Boc-3-氨基哌啶的50 mL实验室规模制备,为进一步工业化生产打下基础。

    Abstract:

    ω-transaminase (ω-TA) is the most promising biocatalyst for chiral amine synthesis. However, most wild-type ω-TAs cannot be applied in industry directly due to their low stability and unfavorable reaction equilibrium. In order to discover a novel ω-TA for industrial application, we designed a procedure of adaptive selection, including the screening of substrates, protein sequences and clones, enzyme activity, and product conversion and characterization, as well as trouble-shooting of each step. Through this procedure, we screened a novel ω-TA, ATA-W12 of Caulobacter sp. from a soil metagenome. The strain could convert 20 mmol/L 1-Boc-3-pyrrolidinone and 20 mmol/L 1-Boc-3-piperidone with 85.84% and 67.42% conversion rate, respectively, in a 1-mL scale with isopropylamine (IPA) as amine donor. ATA-W12 maintained 100% activity at 40 °C for 168 h, and its optimal reaction condition is at pH 8.5 and 40 °C. These excellent properties benefit the application of IPA as an ideal amino donor in industry. We scaled up the production of (S)-(+)-1-boc-3-aminopiperidine up to 50 mL (100 g/L) scale with this novel biocatalyst for its further industrial application.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王继国,谢有余,王华磊,魏东芝. 一种新型ω-转氨酶的工业适应性选择[J]. 生物工程学报, 2020, 36(9): 1929-1938

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2020-01-16
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2020-09-25
  • 出版日期:
文章二维码
您是第位访问者
生物工程学报 ® 2024 版权所有

通信地址:中国科学院微生物研究所    邮编:100101

电话:010-64807509   E-mail:cjb@im.ac.cn

技术支持:北京勤云科技发展有限公司