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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關鍵核心技術，努力搶占科技制高點，為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學技術跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

首頁 > 科研進展

南海海洋所α/β-環(huán)氧水解酶結構和位點選擇性開環(huán)研究取得進展

2020-10-14 南海海洋研究所

【字體：大中小】

語音播報

　　中國科學院熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點實驗室海洋微生物代謝工程與生物合成研究團隊在環(huán)氧水解酶結構和位點選擇性開環(huán)方面取得進展，相關研究近期發(fā)表于Journal of Biological Chemistry。

　　環(huán)氧水解酶（EH）能夠選擇性催化環(huán)氧化物的不對稱水解反應，根據(jù)親核進攻位點的不同可產(chǎn)生構型不同的手性鄰二醇。因此，研究EH位點選擇性開環(huán)機理在天然產(chǎn)物生物合成和手性藥物有機合成中具有重要意義。該研究團隊前期發(fā)現(xiàn)來自于kinamycin生物合成基因簇的α/β家族EH Alp1U 可催化fluostatin（FST）類天然產(chǎn)物FST C (1)環(huán)氧開環(huán)，但不具備開環(huán)位點選擇性，可得到兩種環(huán)氧開環(huán)產(chǎn)物。該研究通過多種譜學、化學衍生和理論計算確定了兩種環(huán)氧開環(huán)產(chǎn)物1a和1b的立體構型，分別對應于在FST C (1)的C2位和C3位環(huán)氧開環(huán)。

　　通過Alp1U蛋白晶體結構解析發(fā)現(xiàn)了一種由三個氨基酸殘基W186/W187/Y247組成的環(huán)氧氧負離子結合口袋，與傳統(tǒng)的環(huán)氧水解酶中兩個氨基酸組成的Y/Y環(huán)氧氧負離子結合口袋明顯不同。有趣的是，對這種非典型環(huán)氧氧負離子結合口袋進行定點突變后得到了高度位點選擇性的突變體Y247F（C2位開環(huán)產(chǎn)物1a占98%）和W187F/Y247F（C3位開環(huán)產(chǎn)物1b占94%）。通過解析這兩種突變體分別與FST C (1)的復合物晶體結構，解釋了位點選擇性開環(huán)催化機制。該研究有助于在分子層面提升環(huán)氧水解酶反應位點選擇性的認識。

　　該研究得到了國家自然科學基金項目（31820103003、31700042、41676165）、中科院項目（QYZDJ-SSW-DQC004、XDA13020302)、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）人才團隊重大專項（GML2019ZD0406）的共同資助。

　　論文鏈接

非典型環(huán)氧氧負離子結合口袋的定點突變得到高度的開環(huán)位點選擇性

　　中國科學院熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點實驗室海洋微生物代謝工程與生物合成研究團隊在環(huán)氧水解酶結構和位點選擇性開環(huán)方面取得進展，相關研究近期發(fā)表于Journal of Biological Chemistry。
　　環(huán)氧水解酶（EH）能夠選擇性催化環(huán)氧化物的不對稱水解反應，根據(jù)親核進攻位點的不同可產(chǎn)生構型不同的手性鄰二醇。因此，研究EH位點選擇性開環(huán)機理在天然產(chǎn)物生物合成和手性藥物有機合成中具有重要意義。該研究團隊前期發(fā)現(xiàn)來自于kinamycin生物合成基因簇的α/β家族EH Alp1U 可催化fluostatin（FST）類天然產(chǎn)物FST C (1)環(huán)氧開環(huán)，但不具備開環(huán)位點選擇性，可得到兩種環(huán)氧開環(huán)產(chǎn)物。該研究通過多種譜學、化學衍生和理論計算確定了兩種環(huán)氧開環(huán)產(chǎn)物1a和1b的立體構型，分別對應于在FST C (1)的C2位和C3位環(huán)氧開環(huán)。
　　通過Alp1U蛋白晶體結構解析發(fā)現(xiàn)了一種由三個氨基酸殘基W186/W187/Y247組成的環(huán)氧氧負離子結合口袋，與傳統(tǒng)的環(huán)氧水解酶中兩個氨基酸組成的Y/Y環(huán)氧氧負離子結合口袋明顯不同。有趣的是，對這種非典型環(huán)氧氧負離子結合口袋進行定點突變后得到了高度位點選擇性的突變體Y247F（C2位開環(huán)產(chǎn)物1a占98%）和W187F/Y247F（C3位開環(huán)產(chǎn)物1b占94%）。通過解析這兩種突變體分別與FST C (1)的復合物晶體結構，解釋了位點選擇性開環(huán)催化機制。該研究有助于在分子層面提升環(huán)氧水解酶反應位點選擇性的認識。
　　該研究得到了國家自然科學基金項目（31820103003、31700042、41676165）、中科院項目（QYZDJ-SSW-DQC004、XDA13020302)、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）人才團隊重大專項（GML2019ZD0406）的共同資助。
　　論文鏈接
　　非典型環(huán)氧氧負離子結合口袋的定點突變得到高度的開環(huán)位點選擇性
　　

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