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还原伴侣对细胞色素P450酶MycG功能调控的研究 被引量：1
1
作者 杨超凡 姜玉超 +2 位作者 桑茉莉 李盛英 张伟 《合成生物学》 CSCD 2022年第3期587-601,共15页
细胞色素P450酶负责催化许多天然产物生物合成过程中的关键反应,是自然界中最具催化多样性的生物催化剂。还原伴侣蛋白对P450催化功能至关重要,在进化过程中两者之间通过融合或分离方式演化出多种不同的催化系统。还原伴侣与P450酶的适... 细胞色素P450酶负责催化许多天然产物生物合成过程中的关键反应,是自然界中最具催化多样性的生物催化剂。还原伴侣蛋白对P450催化功能至关重要,在进化过程中两者之间通过融合或分离方式演化出多种不同的催化系统。还原伴侣与P450酶的适配性往往是造成P450酶功能重建失败或低效的关键因素,也能够影响和改变P450酶的催化功能和性质。不同还原伴侣与P450酶的组合与互作如何影响P450酶的催化功能、催化效率和产物分布是值得深入探究的科学问题。本研究以还原伴侣蛋白RhFRED和P450酶MycG为研究对象,通过构建不同的融合和分离蛋白组合,系统研究了还原伴侣与P450酶的适配和相互作用模式对P450酶催化功能的影响。将RhFRED两个结构功能域拆解为两个独立蛋白FMN和Fe_(2)S_(2),与P450酶MycG三者之间利用还原伴侣工程构建分离或融合型蛋白,通过体外生化反应探究不同组合方式下MycG对底物麦新米星M-Ⅳ催化功能以及电子传递效率的影响。在构建的20个还原伴侣与P450酶的“非天然”催化组合中,16个组合能够成功重建MycG的催化功能,其中12个组合中MycG能够催化产生3种氧化产物麦新米星M-Ⅰ、M-Ⅱ和M-Ⅴ以及1种脱甲基产物dMe-M-Ⅳ;4个组合仅产生氧化产物M-Ⅰ、M-Ⅱ和M-Ⅴ;剩余4个组合未检测到任何反应产物。通过模拟自然进化,系统研究了还原伴侣与P450酶构成的3种不同催化系统(单、双、三组分)以及单组分和双组分系统中不同的蛋白组织形式对MycG催化功能和性质的影响,结果表明不同还原伴侣系统和组合/组织方式能够通过蛋白-蛋白相互作用显著影响P450的催化功能、催化效率和催化性质。 展开更多
关键词 细胞色素P450酶 还原伴侣 MycG RhFRED 还原伴侣工程
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细胞色素P450酶在生物合成及有机合成中的催化功能及其应用 被引量：15
2
作者 蒋媛媛 李盛英 《有机化学》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2307-2323,共17页
细胞色素P450酶分布广泛,主要参与生物体外源物质代谢与天然产物生物合成,能以结构多样的有机化合物作为底物催化多种类型的化学反应.P450酶可在温和条件下实现底物分子中C—H键的选择性氧化,因而在精细化学品、化学中间体及药物分子的... 细胞色素P450酶分布广泛,主要参与生物体外源物质代谢与天然产物生物合成,能以结构多样的有机化合物作为底物催化多种类型的化学反应.P450酶可在温和条件下实现底物分子中C—H键的选择性氧化,因而在精细化学品、化学中间体及药物分子的生产上具有很高的实用价值及多年的应用历史.随着蛋白质工程、氧化还原伴侣工程、底物工程、代谢工程与合成生物学的发展,目前已可初步实现根据反应需求来理性设计或定向进化改造P450酶催化系统来高效催化多种有机反应,拓宽了P450酶在生物合成与有机合成反应中的应用范围.总结了近年来由细胞色素P450酶参与催化的主要反应类型,归纳了拓宽P450酶催化反应类型、提高催化活性和选择性的一些重要策略,并对未来P450酶在生物合成及有机合成反应中的应用发展前景和挑战进行了展望. 展开更多
关键词 细胞色素P450酶 生物合成 有机合成 蛋白质工程 底物工程 代谢工程 合成生物学 氧化还原伴侣
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细胞色素P450-RhFRED人工融合酶的研究进展与应用
3
作者 张驰 苏昕 常尊学 《沈阳药科大学学报》 CAS CSCD 2024年第4期493-499,525,共8页
来自于红球菌Rhodococcus sp.NCIMB 9784的P450RhF是一个自给自足型的细胞色素P450酶,它的血红素结构域主要负责控制酶的底物特异性,P450还原酶伴侣蛋白RhFRED与细胞色素P450血红素结构域天然融合在一起,电子主要从蛋白分子内转移到P45... 来自于红球菌Rhodococcus sp.NCIMB 9784的P450RhF是一个自给自足型的细胞色素P450酶,它的血红素结构域主要负责控制酶的底物特异性,P450还原酶伴侣蛋白RhFRED与细胞色素P450血红素结构域天然融合在一起,电子主要从蛋白分子内转移到P450血红素结构域。依据融合型P450RhF自给自足的特性,有学者利用P450RhF的还原伴侣蛋白RhFRED,与其它P450构建人工融合酶P450-RhFRED,来实现多种细胞色素P450基因的功能表达。基于此建立的P450-Rh-FRED融合文库对未知功能P450的催化功能探索有很大意义,P450-RhFRED融合酶技术也可用于开发已知细胞色素P450酶的工业应用。 展开更多
关键词 细胞色素P450酶 还原伴侣蛋白 融合蛋白 RhFRED
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氧化还原伴侣工程:P450低效问题的解决方案之一
4
作者 张岩峰 叶丽丹 于洪巍 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期10-23,共14页
细胞色素P450酶(CYPs或P450s)可将O_(2)的一个原子插入有机底物同时将另一个原子还原为水,广泛参与各种合成代谢和分解代谢过程,所以一直以来都是生物技术领域关注的焦点。在催化循环底物的氧化依赖于氧化还原伴侣向血红素铁传递电子,... 细胞色素P450酶(CYPs或P450s)可将O_(2)的一个原子插入有机底物同时将另一个原子还原为水,广泛参与各种合成代谢和分解代谢过程,所以一直以来都是生物技术领域关注的焦点。在催化循环底物的氧化依赖于氧化还原伴侣向血红素铁传递电子,因此电子转移是P450s催化过程中的限速步骤。利用不同方法优化蛋白质-蛋白质相互作用以提高P450系统的电子转移效率,被称为“氧化还原伴侣工程”,是目前工程化P450s的重要手段之一,并取得了卓有成效的进展。本文将着重介绍关于氧化还原伴侣组分替换组装、P450酶与氧化还原伴侣融合及P450酶与氧化还原伴侣作用界面修饰等方面的进展,期望为未来该方面的工作提供一定的指导作用。 展开更多
关键词 细胞色素P450酶 氧化还原伴侣 电子转移 组件替换 融合酶
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