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论文编号 202104-4
论文题目 热稳定性(+)-γ-内酰胺酶的挖掘、表征及不对称拆分γ-内酰胺
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热稳定性(+)-γ-内酰胺酶的挖掘、表征及不对称拆分γ-内酰胺

首发时间:2021-04-07

周彤彤 1   

周彤彤(1996-),女,主要研究方向:生物催化与转化

倪晔 1   

倪晔(1975-),女,教授,博导,主要研究方向:生物催化与转化

周婕妤 1   

周婕妤(1987-),女,主要研究方向:生物催化与转化

  • 1、江南大学生物工程学院,无锡市 214000

摘要:光学纯γ-内酰胺是一类重要的医药中间体,(-)-γ-内酰胺可用于合成抗病毒药物阿巴卡韦和帕拉米韦等,而(+)-γ-内酰胺可用于合成美格列汀、MK-0812等药物靶标。利用γ-内酰胺酶不对称拆分外消旋γ-内酰胺(又称文斯内酯)是获得光学纯γ-内酰胺的重要方法。本研究采用基因挖掘的方法,筛选获得了来源于Thermaerobacter marianensis的(+)-γ-内酰胺酶TmLM,并将其在大肠杆菌中进行异源表达。该酶可专一地水解(+)-γ-内酰胺,用于合成(-)-γ-内酰胺。亲缘性分析显示该酶属于Ⅱ型(+)-γ-内酰胺酶,反应的最适pH为7.0,具有良好的热稳定性,其最适反应温度为60℃,在70℃的半衰期长达20 h。使用E. coli BL21(DE3) /pET28a-TmLM全细胞在60℃条件下进行250 mL放大反应,采用底物分批添加策略,24 h内可完成2 M底物的转化,计算酶-底物产出比为21.8 g g-1,时空产率为108 g L-1 d-1。

关键词: 生物催化 (+)-γ-内酰胺酶 γ-内酰胺 基因挖掘 不对称拆分

For information in English, please click here

Mining and characterization of thermostable (+)-γ-lactamases for asymmetric resolution of γ-lactam

ZHOU Tongtong 1   

周彤彤(1996-),女,主要研究方向:生物催化与转化

NI Ye 1   

倪晔(1975-),女,教授,博导,主要研究方向:生物催化与转化

ZHOU Jieyu 1   

周婕妤(1987-),女,主要研究方向:生物催化与转化

  • 1、 Bioengineering School, Jiangnan University, Wuxi 214000

Abstract:Optically pure γ-lactam is an important pharmaceutical intermediate. (-)-γ-lactam can be used to synthesize antiviral drugs such as abacavir and palamivir, while (+)-γ-lactam can be used to synthesize drug targets such as megliptin and MK-0812. Enzymatic kinetic resolution of racemic γ-lactam (also known as Vince lactam) is an important strategy for the synthesis of optically pure γ-lactam. In this study, a novel thermostable (+)-γ-lactamase TmLM from Thermaerobacter marianensis was identified by genome-mining and heterologously expressed in E. coli BL21(DE3). TmLM can specifically hydrolyze (+)-γ-lactam for the preparation of (-)-γ-lactam. Phylogenetic analysis shows that TmLM belongs to type II (+)-γ-lactamase. The optimum pH and temperature of TmLM the reaction are 7.0 and 60℃, respectively. Additionally, the half-life of TmLM was determined to be 20 h at 70℃. When catalyzed by whole cells, 50.5% conversion of 2 M γ-lactam was achieved at a substrate to catalyst ratio (S/C) of 21.8 and space-time yield of 108 g L-1 d-1in 24 h.

Keywords: Biocatalysis (+)-γ-lactamase γ-lactam Gene mining Asymmetric resolution

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周彤彤,倪晔,周婕妤. 热稳定性(+)-γ-内酰胺酶的挖掘、表征及不对称拆分γ-内酰胺[EB/OL]. 北京:中国科技论文在线 [2021-04-07]. http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/202104-4.

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