摘要：通过蛋白质理性设计和定点突变技术,在近平滑假丝酵母ATCC 7330羰基还原酶wtCpCR的基础上,构建5个突变体酶A98N、S307N、G262N、S216N和S258N,考察了有机溶剂、温度、剪切力、氧气、辅酶NADPH浓度对突变体酶的稳定性影响。研究表明,A98 N在磷酸盐(potassium phosphate,PB)缓冲溶液中比酶活力提高10%,而S307 N没有酶活力,其他3个突变体比酶活力均有降低;A98 N和G262 N在PB/甲基叔丁基醚的双相体系中界面稳定性比原始酶wtCpCR分别提高1.7和1.4倍;4个突变体酶的耐热特性略有下降,T_(50)值介于31~36℃;在100、200 r/min条件下,4个突变体耐剪切力均增强,在300 r/min条件下G262 N突变酶的耐剪切稳定性比wtCpCR增强1.3倍;G262 N突变酶在有氧条件下的稳定性更好,比野生酶提高1.4倍,半衰期(t_(1/2))达到11.87 h;辅酶浓度为0~0.4 mmol/L时,G262 N突变酶更加稳定。该研究为该羰基还原酶wtCpCR的多点突变进一步改善酶稳定性提供重要的科学依据,同时可提高该酶在双相体系生物催化工艺的经济性。

摘要：该研究对近平滑假丝酵母ATCC 7330羰基还原酶CpCR进行分子改造,以提高其催化合成2-苯乙醇的能力。通过易错PCR构建突变文库,利用2,4-二硝基苯肼高通量筛选阳性突变株,测序确定氨基酸突变位点。再通过蛋白质半理性设计进行虚拟饱和突变,采用定点突变技术进行构建和评价。筛选获得突变体T171F具有更强的催化能力和热稳定性。进一步考察了催化时间、温度、pH值和底物浓度对wtCpCR和T171F催化合成2-苯乙醇的影响。研究表明,酶最适催化合成2-苯乙醇的温度为30℃;T171F最适催化合成2-苯乙醇的pH为6.5;苯乙醛的质量浓度为1000 mg/L时T171F产率可达91.24%,是wtCpCR的2.8倍。此外,突变体T171F相比wtCpCR催化时间由10 h降低到4 h,催化效率得到很大的提高。该研究为羰基还原酶催化合成2-苯乙醇提供科学基础,同时具有一定的应用价值。

摘要：构建优化模型对羰基还原酶的产酶培养条件进行优化,获得较优的发酵产酶条件。通过Plackett-Burman设计筛选出羰基还原酶产酶培养条件的4个显著影响因子;设计正交试验进一步探究显著影响因子对羰基还原酶产酶的影响;以正交试验结果为样本数据,采用支持向量机(SVM)模型对正交试验结果进行拟合回归;构建SVM-PSO优化模型对拟合函数进行全局寻优,寻优结果即为羰基还原酶较优产酶条件。实验结果表明在预测的最优产酶条件下培养菌体,羰基还原酶酶活达到299.19 U/L,比优化前提高了16.81%,证明构建的SVMPSO模型对于产酶条件优化问题有较好处理能力。

摘要：手性醇是一类非常重要的化合物,羰基还原酶催化酮的不对称还原生成对应的手性醇。从毕赤酵母Pichia pastoris GS115基因组数据中找到一个潜在的NADPH依赖的羰基还原酶,研究毕赤酵母***115中的羰基还原酶。根据其核酸序列设计引物,从*** GS115基因组中扩增到目的基因ppcr,大肠杆菌BL21(DE3)中表达,Ni-NTA纯化,对酶的性质和底物谱进行了研究。PPCR的最适反应温度为35℃,最适反应pH为6.0,低于45℃时有很好的稳定性。对3-甲基-2-羰基丁酸乙酯的Km和kcat分别为9.48 mmol/L和0.12 s-1。PPCR表现出广泛的底物谱和很高的对映选择性,对醛、α-酮酯、芳香族β-酮酯及芳香族酮都表现出了很好的活性,在测定的底物中,除极少数底物外,ee值均达到97%以上。因此,PPCR具有较好的应用前景。

摘要：通过菌种优选得到产高选择性羰基还原酶的热带假丝酵母(Candida tropicalis)104菌株,可不对称还原1-(3,5-二三氟甲基)苯基乙酮生成(S)-1-(3,5-二三氟甲基)苯基乙醇,对映体过量值>99.9%。采用部分因子实验设计考察发酵培养基中各组分对产酶的影响,结果表明,酵母粉、葡萄糖和NH4Cl浓度对产酶影响显著。继而采用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,并结合中心组合实验和响应面对3个显著性因素进行分析,得到优化的发酵培养基组成:葡萄糖47.14g/L,酵母粉13.25g/L,NH4Cl2.71g/L,MgSO4·7H2O0.4g/L,KH2PO41g/L和K2HPO41g/L。采用该优化培养基,供试菌株的羰基还原酶活力达851.13U/L,较优化前提高了65.2%。

摘要：【目的】研究羰基还原酶基因的克隆、表达及其在不对称生物催化中的应用。【方法】对羰基还原酶氨基酸序列进行BLAST推导出核苷酸序列,设计引物,以马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyce marxianus)CGMCC 2.1977全基因组为模板,通过PCR扩增目的片段,与载体pET-28a连接,转化大肠杆菌获得重组菌BL21(DE3)-(pET28a-cMCR)和Rosetta(DE3)-(pET28a-cMCR)。【结果】扩增的序列与已报道的mer序列有100%同源性,全长1 038 bp,共编码345个氨基酸。目的蛋白在Rosetta(DE3)-(pET28a-cMCR)得到了高效表达,大小为42 kD。该酶最适反应温度为40°C,最适反应pH是8,热稳定性与pH稳定性较差。Ca2+对酶活具有明显的激活作用,且浓度为0.5 mmol/L时效果最好。重组菌可还原4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)为(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯[(S)-CHBE],光学纯度为100%,转化率为81.0%。重组菌在制备度洛西汀关键中间体(S)-氮,氮-二甲基-3-羟基-(2-噻吩)-l-丙胺[(S)-DHTP]中也得到初步应用。【结论】从菌株马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyce marxianus)CGMCC 2.1977中克隆获得了羰基还原酶基因,在大肠杆菌中成功表达,并可应用于不对称还原。

摘要：羰基还原酶具有高度的立体选择性和催化活性,是生物催化合成手性化合物中应用最为广泛的催化剂之一。由于天然来源的羰基还原酶表达水平低、分离纯化困难以及催化效率不理想等原因,限制了羰基还原酶的工业化应用。利用基因工程技术对羰基还原酶进行分子改造,可显著提高其催化活性。本文中,笔者就羰基还原酶体外分子改造的不同策略、研究进展及其成果进行综述,总结其分子改造的一般规律,展望其发展方向,为微生物来源羰基还原酶的体外分子改造研究提供借鉴。

摘要：目的:对重组大肠杆菌*** BL21-pET28a(+)-ADH表达羰基还原酶的条件进行优化,以增加目的蛋白的表达量,提高生物合成(S)-3,5-双三氟甲基苯乙醇的转化率。方法:将重组质粒pET28a(+)-ADH转化*** BL21后,对诱导过程产生影响的4个因素,诱导时间、诱导温度、诱导剂浓度及摇菌转数,利用SPSS统计学软件进行正交实验设计,并对实验结果进行直观分析及方差分析,对实验得出的最佳搭配诱导条件进行验证。结果:直观分析中诱导温度的R值最大,其次为摇菌转数和诱导剂IPTG浓度,诱导时间的R值最小;方差分析表明诱导温度的P值小于0.05,而摇菌转数、IPTG浓度及时间因素的P值均大于0.05。利用优化后的菌种生物合成(S)-3,5-双三氟甲基苯乙醇,转化率达到95.16%。结论:本实验的最优诱导条件为,诱导温度25℃、诱导摇菌转数***-1、诱导剂IPTG浓度0.5mmol.L-1、诱导时间6h。且重组菌对于(S)-3,5-双三氟甲基苯乙醇的转化率达到95.16%。

摘要：以实验室构建的产羰基还原酶的重组大肠杆菌为出发菌株,以菌体生长(A600nm)和羰基还原酶比活为响应值,对重组大肠杆菌产羰基还原酶的发酵条件进行优化。首先采用Plackett-Burman设计筛选出了4个关键影响因子:蛋白胨、酵母粉、磷酸盐和甘油;随后以Box-Behnken中心组合设计分别建立上述4个影响因子对A600nm和羰基还原酶比活的数学模型;最后通过满意度函数获得最佳发酵条件为:蛋白胨15.99 g/L,酵母粉31.06 g/L,磷酸盐105.37 mmol/L,甘油4.66 m L/L,Na Cl 0.4g/L,Mg SO40.2 g/L,接种量1%以及诱导时间8 h。在此优化条件下,重组大肠杆菌产羰基还原酶和菌体生长能力得到了较大的提升,羰基还原酶比活由优化前的1.031 U/mg提高到了1.706 U/mg,提高了65%。