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天津工業生物所在腈水解酶改造及手性γ-氨基丁酸前體化合物合成方面取得新進展
  發布時間:2019-06-27    供稿部門:生物催化與綠色化工實驗室

  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。現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、高立體選擇性的生産要求。 

  中科院天津工業生物技術研究所朱敦明研究員、吳洽慶研究員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,最高時空産率超過野生型酶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。該研究爲高效率、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(2019 Catalysis Science & Technology HOT Articles) 

  該研究工作得到國家自然科學基金(No. 21572261)、彩客网平台青年创新促进会(No. 2016166)及天津市科委(15PTCYSY0002015PTGCCX00060)的支持。研究團隊的于珊珊實習研究員和姚培圓副研究員爲論文並列第一作者。 

  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 

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