检索规则说明:AND代表“并且”;OR代表“或者”;NOT代表“不包含”;(注意必须大写,运算符两边需空一格)
检 索 范 例 :范例一: (K=图书馆学 OR K=情报学) AND A=范并思 范例二:J=计算机应用与软件 AND (U=C++ OR U=Basic) NOT M=Visual
作 者:白杰 李从雨 张鹤渐 黄蓉 张磊 王千[3] 刘晓楠[3] 骆健美[1] 江会锋[3] BAI Jie;LI Congyu;ZHANG Hejian;HUANG Rong;ZHANG Lei;WANG Qian;LIU Xiaonan;LUO Jianmei;JIANG Huifeng(College of Biotechnology,Tianjin University of Science&Technology,Tianjin 300457,China;College of Life Science and Technology,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,Hubei,China;Tianjin Institute of Industrial Biotechnology,Chinese Academy of Sciences,Tianjin 300308,China)
机构地区:[1]天津科技大学生物工程学院,天津300457 [2]武汉轻工大学生命科学与技术学院,湖北武汉430023 [3]中国科学院天津工业生物技术研究所,天津300308
出 处:《生物工程学报》2023年第11期4635-4646,共12页Chinese Journal of Biotechnology
基 金:中国博士后科学基金(2019M661032);天津市合成生物技术创新能力提升行动(TSBICIP-CYFH-011)。
摘 要:灯盏乙素发酵生产过程中,黄酮6位羟基化酶催化效率不足,导致产生至少约18%的副产物。本研究以2种黄酮6位羟基化酶CYP82D4与CYP706X为研究目标,通过分子动力学模拟与量子化学计算,对两种黄酮6位羟基化酶的催化机制进行解析。结果表明,CYP82D4与CYP706X在反应决速步的能垒几乎相同,应当具有相似的反应速率,而CYP82D4相对较小的底物结合能可能有利于产物释放,是其具有更高催化效率的直接原因。最后,基于对底物进出过程的研究,CYP82D4的L540A突变将催化效率提高了1.37倍,证明了理论计算指导黄酮6位羟基化酶改造优化的可行性。本研究揭示了黄酮6位羟化酶的催化机制,为对其进行改造优化以提高灯盏乙素的发酵生产效率提供了参考。Insufficient catalytic efficiency of flavonoid 6-hydroxylases in the fermentative production of scutellarin leads to the formation of at least about 18%of by-products.Here,the catalytic mechanisms of two flavonoid 6-hydroxylases,CYP82D4 and CYP706X,were investigated by molecular dynamics simulations and quantum chemical calculations.Our results show that CYP82D4 and CYP706X have almost identical energy barriers at the rate-determining step and thus similar reaction rates,while the relatively low substrate binding energy of CYP82D4 may facilitate product release,which is directly responsible for its higher catalytic efficiency.Based on the study of substrate entry and release processes,the catalytic efficiency of the L540A mutation of CYP82D4 increased by 1.37-fold,demonstrating the feasibility of theoretical calculations-guided engineering of flavonoid 6-hydroxylase.Overall,this study reveals the catalytic mechanism of flavonoid 6-hydroxylases,which may facilitate the modification and optimization of flavonoid 6-hydroxylases for efficient fermentative production of scutellarin.
关 键 词:灯盏乙素 黄酮6位羟基化酶 细胞色素P450 催化机制 底物结合能
分 类 号:TQ426.97[化学工程] TQ920.1[轻工技术与工程—发酵工程]
正在载入数据...
正在载入数据...
正在载入数据...
正在载入数据...
正在载入数据...
正在载入数据...
正在载入数据...
正在链接到云南高校图书馆文献保障联盟下载...
云南高校图书馆联盟文献共享服务平台 版权所有©
您的IP:3.144.162.109