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催化吲哚生成靛蓝的细胞色素P450BM-3定向进化研究 被引量：14
1
作者 李红梅 梅乐和 +1 位作者 URLACHER VLADA SCHMID ROLF D 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2005年第7期630-635,共6页
以催化吲哚产生的靛蓝在630nm处具有特殊的吸收峰为高通量筛选指标,将来源于Bacillusmegaterium的细胞色素P450BM-3单加氧酶的基因序列用易错聚合酶链式反应进行定向进化,通过多轮突变,在原有的能产靛蓝的高活力突变酶的基础上成功获得... 以催化吲哚产生的靛蓝在630nm处具有特殊的吸收峰为高通量筛选指标,将来源于Bacillusmegaterium的细胞色素P450BM-3单加氧酶的基因序列用易错聚合酶链式反应进行定向进化,通过多轮突变,在原有的能产靛蓝的高活力突变酶的基础上成功获得了三个高于亲本酶的突变酶,突变酶的酶活分别是亲本酶的6.6倍(hml001),9.6倍(hml002)和5.3倍(hml003),并对突变酶的动力学参数进行了分析.突变酶DNA测序的结果表明,hml001含有一个有义氨基酸置换I39V,hml002含有三个有义氨基酸置换D168N,A225V,K440N,hml003含有一个有义氨基酸置换E435D,这些突变位点有些远离底物结合部位,有些位于底物结合部位. 展开更多
关键词 细胞色素p450bm-3 定向进化 靛蓝 易错聚合酶链式反应 催化活性
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氨基酸突变对细胞色素P45 0BM-3羟基化吲哚能力的影响 被引量：4
2
作者 李红梅 梅乐和 高舜晔 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期282-287,共6页
利用饱和定点突变技术对细胞色素P450 BM-3(A74G/F87V/L188Q)(PT)的168和435氨基酸位点分别进行随机突变,根据其羟基化吲哚生成的靛蓝在670nm处具有特殊吸收峰进行高通量筛选,获得了三个高于亲本酶(PT)的突变酶D168H、D168L和E435T。通... 利用饱和定点突变技术对细胞色素P450 BM-3(A74G/F87V/L188Q)(PT)的168和435氨基酸位点分别进行随机突变,根据其羟基化吲哚生成的靛蓝在670nm处具有特殊吸收峰进行高通量筛选,获得了三个高于亲本酶(PT)的突变酶D168H、D168L和E435T。通过考察突变酶反应动力学参数、电子耦合率、热稳定性、最适pH以及区域专一性的变化情况,发现相对亲本酶而言所有的突变酶对底物吲哚的亲和力和催化效率都得到了不同程度的提高,其中突变酶D168H的kcat值比亲本酶提高了3倍多;突变酶D168H的电子耦合率比亲本酶大约降低了2倍,而突变酶D168L和E435T的电子耦合率却有轻微的提高;所有突变酶均在pH8.2附近表现出最大羟基化吲哚生产靛蓝的能力;突变酶D168H对吲哚的区域选择性得到了提高,主产物靛蓝从亲本酶的72%提高到了93%。另外,热稳定性实验表明:尽管突变酶D168H和D168L的热稳定性较亲本酶有所降低,但活力的大幅度提高并未对酶的热稳定性造成大的伤害。以上所有的结果为了解细胞色素P450 BM-3结构与功能关系提供了有用的信息,同时为进一步定向进化P450BM-3提高其功能特性提供了进化模板。 展开更多
关键词 细胞色素p450 bm-3 饱和定点突变 羟基化吲哚 靛蓝
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细胞色素P450BM-3热稳定性的半理性改造 被引量：3
3
作者 刘晓萌 张彭湃 +6 位作者 胡升 黄俊 梅乐和 姚善泾 金志华 雷引林 王进波 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1138-1144,共7页
为了提高细胞色素单加氧酶P450 BM-3的热稳定性,采用半理性设计策略对该酶进行了分子改造。首先采用B-FITTER软件分析了P450 BM-3晶体结构中各氨基酸残基位点的温度因子(B-factor),识别出了一个对酶的热稳定性有不利影响的关键氨基酸残... 为了提高细胞色素单加氧酶P450 BM-3的热稳定性,采用半理性设计策略对该酶进行了分子改造。首先采用B-FITTER软件分析了P450 BM-3晶体结构中各氨基酸残基位点的温度因子(B-factor),识别出了一个对酶的热稳定性有不利影响的关键氨基酸残基位点G46,然后以P450 BM-3(A74G/F87V/L188Q/D422G)为亲本酶在该位点进行定点饱和突变构建了突变文库,并从饱和突变文库中筛选获得了一个热稳定性得到显著提高的突变酶P450BM-3(A74G/F87V/L188Q/D422G/G46S)。该突变酶(G46S)的半失活温度(T5010)比亲本酶提高了5℃(达到48℃;在50℃的半衰期t1/2比亲本酶延长了一倍。同时,突变酶的酶学性质也得到明显改善,与亲本相比,突变酶Km降低了22%,kcat提高了90%,催化效率kcat/Km(67.42 L?(mmol?min)-1)比亲本提高了1.48倍。这说明G46位点不仅影响酶的热稳定性,还影响酶对底物的结合与催化性能。G46S突变酶的获得表明,只要采用适当的半理性设计策略对正确的位点进行分子改造,可以在提高酶的热稳定性的同时,保持或甚至提高酶的催化活性。 展开更多
关键词 p450 bm-3 半理性分子改造 热稳定性 温度因子 B-FITTER
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细胞色素P450 BM-3羟基化吲哚能力的半理性改造 被引量：3
4
作者 胡升 虞青 +2 位作者 梅乐和 姚善泾 金志华 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2869-2875,共7页
为进一步改造细胞色素P450BM-3酶对吲哚的羟基化能力,以P450BM-3结构与功能关系的推测为指导,选择突变酶P450BM-3(A74G/F87V/L188Q/E435T)为父本,在可能影响P450BM-3催化吲哚羟基化区域选择性的D168位点进行定点饱和突变,根据全细胞催... 为进一步改造细胞色素P450BM-3酶对吲哚的羟基化能力,以P450BM-3结构与功能关系的推测为指导,选择突变酶P450BM-3(A74G/F87V/L188Q/E435T)为父本,在可能影响P450BM-3催化吲哚羟基化区域选择性的D168位点进行定点饱和突变,根据全细胞催化产物颜色及组成进行筛选,得到了产物组成、酶动力学性质与父本不同的两个突变酶。突变酶D168W的吲哚羟基化产物中90%是靛玉红,而另一个突变酶D168R的产物中87%是靛蓝,产物组成均不同于亲本。在催化吲哚羟基化时,D168W的kcat与父本相当,但Km却是父本的4.8倍,催化活力只有父本的20%;而D168R的kcat是父本的1.9倍,Km是父本的82%,催化活力比父本提高了1.37倍。结果表明,在E435T突变上叠加D168位氨基酸残基突变对酶的催化性质产生了单一位点突变所不具有的协同效应,对酶催化的区域选择性和催化活力都有显著影响,以致改变了催化产物组成。这种基于知识的半理性定向进化方法由于是在关键位点进行突变,因此突变目的性强、突变效果显著。 展开更多
关键词 细胞色素p450 bm-3 定向进化 饱和定点突变
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定向进化细胞色素P450BM-3的研究 被引量：1
5
作者 李红梅 yh +2 位作者 梅乐和 Vlada Urlacher Rolf D.Schmid 《生物加工过程》 CAS CSCD 2006年第1期27-29,34,共4页
以来自于巨大芽孢杆菌的细胞色素P450BM-3为研究对象,采用随机突变和饱和定点突变定向进化技术对P450BM-3进行改造,通过突变体催化靛蓝显色的特性采用活性琼脂平板分析和96微孔板相结合的高通量筛选成功获得了几个具有更高催化性能的突... 以来自于巨大芽孢杆菌的细胞色素P450BM-3为研究对象,采用随机突变和饱和定点突变定向进化技术对P450BM-3进行改造,通过突变体催化靛蓝显色的特性采用活性琼脂平板分析和96微孔板相结合的高通量筛选成功获得了几个具有更高催化性能的突变体。 展开更多
关键词 定向进化 细胞色素p450bm-3 靛蓝
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饱和突变定向进化细胞色素P450 BM-3
6
作者 李红梅 梅乐和 +1 位作者 URLACHER V B SCHMID R D 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1214-1218,共5页
为了进一步获得具有更高活力的细胞色素P450 BM-3(F87V/A74G/L188Q)突变酶,利用饱和突变技术对该突变酶的4个氨基酸位点D168、A225、K434、E435分别进行单一的随机突变,通过对其羟基化吲哚生成靛蓝的催化性能表征,发现P450 BM-3氨基酸... 为了进一步获得具有更高活力的细胞色素P450 BM-3(F87V/A74G/L188Q)突变酶,利用饱和突变技术对该突变酶的4个氨基酸位点D168、A225、K434、E435分别进行单一的随机突变,通过对其羟基化吲哚生成靛蓝的催化性能表征,发现P450 BM-3氨基酸残基的168、434和435位均位于蛋白功能区域,而225位则位于非功能区域,同时发现突变酶D168H具有更高的结合辅酶NADPH的能力,其消耗NADPH的能力几乎是亲本酶的8倍,但生成靛蓝的能力却只是亲本酶的3倍,说明该位点极有可能承担了将电子从黄素单核苷酸(FMN)氧化还原酶区域传递到亚铁血红素区域的任务,在P450 BM-3结构与功能的关系中扮演着重要的角色. 展开更多
关键词 细胞色素p450 bm-3 饱和突变 羟基化吲哚 靛蓝
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细胞色素P450 BM3催化正十六烷动力学计算 被引量：1
7
作者 姚学峰 宋怡铃 《生物信息学》 2011年第2期134-137,共4页
细胞色素P450BM3作为烷烃羟基化酶,能催化正链烷烃,已被广发研究和应用。利用动力学模拟软件对BM3酶与烷烃底物复合物进行构象、酶的活性位点以及结合能的预测,并通过模拟水以及离子环境下对复合物的影响,从能量及构象位移的角度阐述BM... 细胞色素P450BM3作为烷烃羟基化酶,能催化正链烷烃,已被广发研究和应用。利用动力学模拟软件对BM3酶与烷烃底物复合物进行构象、酶的活性位点以及结合能的预测,并通过模拟水以及离子环境下对复合物的影响,从能量及构象位移的角度阐述BM3酶与底物结合的机理,从而用分子动力学观点来解释细胞色素P450催化烷烃机理。用Autodock等软件将BM3与十六烷对接,发现底物C16与铁原子间距为7.57?,并发现与底物结合的活性位点关键残基:ALA330,ALA74,SER72,GLN73,ALA328,LEU188,LEU437。经Gromacs动力学模拟步长为1ns,温度在298K,压力为常压1.0,复合物结合稳定。 展开更多
关键词 细胞色素p450 bm3 正十六烷 底物结合动力学 分子动力学模拟
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共表达极端菌伴侣蛋白prefoldin提高P450 BM3突变体催化效率（英文）
8
作者 彭帅英 褚仲梅 +4 位作者 陆坚峰 李东晓 王永红 杨胜利 张毅 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1125-1131,共7页
P450 BM3来源于巨大芽孢杆菌,其突变体(A74G、F87V、L188Q、D168H)能够在大肠杆菌细胞内催化吲哚合成靛蓝.然而在常规的培养条件下(37℃,250 r/min),大肠杆菌细胞内靛蓝的生物转化量极低.本文将极端嗜热古菌Pyrococcus furiosus的分子... P450 BM3来源于巨大芽孢杆菌,其突变体(A74G、F87V、L188Q、D168H)能够在大肠杆菌细胞内催化吲哚合成靛蓝.然而在常规的培养条件下(37℃,250 r/min),大肠杆菌细胞内靛蓝的生物转化量极低.本文将极端嗜热古菌Pyrococcus furiosus的分子伴侣蛋白与P450 BM3突变体在大肠杆菌进行共表达,以研究分子伴侣蛋白是否能够提高靛蓝的生物转化量.实验结果表明,极端嗜热古菌的分子伴侣蛋白prefoldin能够显著提高靛蓝的产量.同时,实验结果发现prefoldin能够明显提高大肠杆菌细胞内的NADPH/NADP^+比率.鉴于NADPH是参与靛蓝生物转化过程的重要因素,靛蓝生物转化量的显著增加可能与该比率的提高有关. 展开更多
关键词 细胞色素p450 bm3 大肠杆菌 靛蓝 pREFOLDIN pYROCOCCUS furiosus
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