一种L-天冬氨酸-α-脱羧酶定向进化及用于β-丙氨酸合成的方法技术

技术编号:41206285 阅读:49 留言:0更新日期:2024-05-07 22:32
本发明专利技术提供了一种L‑天冬氨酸‑α‑脱羧酶(ADC)定向进化及用于高效催化L‑天冬氨酸脱羧产生β‑丙氨酸的方法。以枯草芽孢杆菌来源的ADC突变体I88M为模板,结合碳端缺失策略,构建随机突变文库,通过基于荧光法的高通量筛选,确定了4个影响ADC活性和稳定性的关键位点——S7、K63、A99、K113。以突变体K63N为基础,对S7、A99、K113进行饱和突变,并针对氨基酸残基的亲水性和空间位阻设计突变组合,得到2个优势突变体N3(S7N/K63N/I88M/A99E/K113R/I126*)和Y1(S7Y/K63N/I88M/A99E/K113R/I126*)。与野生型相比,N3和Y1催化效率和催化稳定性分别提高了93%‑95%和67%‑89%,催化L‑天冬氨酸脱羧合成β‑丙氨酸转化率超过95%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种adc定向进化及用于β-丙氨酸合成的方法,包括2种活性和稳定性显著提高的adc优势突变体,以及增加adc的催化效率和催化稳定性的蛋白质工程策略,属于生物。


技术介绍

1、β-丙氨酸作为自然界中唯一一种β型氨基酸,在生物体内泛酸、辅酶a、酰基载体蛋白等合成过程中发挥重要作用。β-丙氨酸广泛应用于医药、化工、食品、环境等领域,尤其是泛酸钙、肌肽、丙烯酰胺的合成,是一种重要的工业合成原料。adc催化l-天冬氨酸脱羧合成β-丙氨酸。目前adc主要分为两种,一种是用磷酸吡哆醛作为辅因子,一种是用丙酮酸作为辅因子。虽然adc广泛存在于原核生物和部分昆虫、植物中,但目前只有大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和谷氨酸棒杆菌来源的丙酮酰依赖性adc可以实现工业化生产。

2、丙酮酰依赖型adc在翻译起始先产生一个无活性的π蛋白,在位点gly24-ser25处发生蛋白水解作用,酯键断裂产生c-连接羟基的β亚基(2.8kda)和n-连接丙酮酰基团的α亚基(11kda),α亚基n端丝氨酸进一步转化为丙酮酰基团从而获得活性。adc催化l-天冬氨酸脱羧可以分为四步:s本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种天冬氨酸-α-脱羧酶定向进化及用于β-丙氨酸合成的方法,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过基于荧光法的高通量筛选,获得4个高催化效率的突变体K63N、K113R、S7N、A99T,确定4个关键位点S7、K63、A99、K113。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,选定突变体K63N为基础,分别对位点S7、A99、K113进行饱和突变。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,针对氨基酸残基的亲水性和空间位阻设计突变组合进行虚拟筛选,得到了8个可能的优势突变组合。

5.根据权利要求4所述的方法,其特...

【技术特征摘要】

1.一种天冬氨酸-α-脱羧酶定向进化及用于β-丙氨酸合成的方法,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过基于荧光法的高通量筛选,获得4个高催化效率的突变体k63n、k113r、s7n、a99t,确定4个关键位点s7、k63、a99、k113。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,选定突变体k63n为基础,分别对位点s7、a99、k113进行饱和突变。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,针对氨基酸残基的亲水性和空间位阻设计突变组合进行虚拟筛选,得到了8个可能的优势突变组合。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘珞刘自晗刘奕珩
申请(专利权)人:北京化工大学
类型:发明
国别省市:

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