酯酶和脂肪酶对映选择性改进技术.pdf

维普资讯 第 37卷 第2期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．37 No．2 2008年 2月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Feb．2008 酯酶和脂肪酶对映选择性的改进技术 孙立水 ，高 强 ，李荣勋 (1．青岛科技大学新材料重点研究实验室 ；2．青岛科技大学化工学院，山东 青岛 266042) 摘 要：酯酶和脂肪酶作为生物催化剂广泛应用于光学纯化合物的合成和拆分，但是很多天然酶类并不总能 表现出很好的对映选择性。重点介绍了改进酯酶和脂肪酶对映选择性的几种研究方法 (蛋白质工程、介质工程和 底物工程)，这些方法的研究不仅有利于改进酯酶和脂肪酶的对映体选择性 ，拓宽其应用领域，还有助于深化酶的 对映体选择催化机理的认识，为新技术的开发奠定基础。 关键词：酯酶和脂肪酶；对映选择性；蛋白质工程；介质工程；底物工程 中图分类号：Q55 文献标识码：A 文章编号：1671—9905(2008)02—0032—04 随着化学及生物化学研究的不断深入，合成光 氨基酸序列，也有的仅仅是糖基化部分不同。由于 学纯的化合物变得越来越重要，尤其在制药行业中 应用需要和成本等原因，很多商品酶并没有纯化到 目前手性药物 占全球药品总销售额近 1／3。酯酶和 单一酶，而是同工酶的混合物，这种酶的活性和立体 脂肪酶等水解酶类 由于具有底物选择性广和对映选 选择性是同工酶共同作用的结果，随着产品批次的 择性高等特点，已广泛应用于药物前体化合物的转 不同，对映选择性变化明显。因此可以通过基因重 化、手性化合物的合成拆分等领域。目前很多手性 组等方法，将同工酶在异源生物中分别得到表达，以 化合物都可以通过生物转化的方法得到，而且许多 得到单一酶，提高对映选择性。 已经用于工业化生产。 研究最为深入的酯酶和脂肪酶同工酶有猪肝酯 虽然如此，很多天然的酯酶和脂肪酶并不总能 酶(PLE)和 Candidarugosa脂肪酶 (CRL)。PLE 表现出良好的对映选择性，一般需要通过蛋 白质工 有多种同工酶，其中含有 ，和7一亚基的3种同工 程或底物工程进行改进，以达到应用 目的。近几年， 酶活性最好 ，同工酶的对映选择性的好坏，仍需要进 人们对反应体系中影响酯酶和脂肪酶立体选择性的 一 步的探讨。有研究表明，PI正在 iapastoris 因素及改进的方法进行了许多研究和尝试，并取得 中成功得到过表达…，因此可以很好地获取高纯度 了一定的进展。本文主要对改进酯酶和脂肪酶对映 的重组7一PLE，消除了其它同工酶和水解酶的影响。 选择性的研究方法进行探讨 。 更为重要的是 7一PLE在水解乙酸仲醇酯时，显示出 更好的对映选择性，在水解 (R，S)-1一苯基一2一丁基 乙 1 蛋 白质工程 ， 酸酯时，利用商品化的PLE得到的对映选择率 E 蛋白质工程是指：以蛋白质分子的结构规律与 4，而用重组的7一PLE得到的E100。 生物功能的关系为基础，通过修饰和合成，对蛋白质 与PLE类似，CRL的交联酶晶体在水解酮洛酚 加以定向改造、设计和构建，并最终生产出性能优 良 时比商品化的CRL具有更高的对映选择性，并且在 的新型蛋 白质。利用蛋白质工程对酶的对映选择性 制备酶晶体的过程中，这种较高的对映选择性有助 进行改进，主要分为3类：同工酶功能表达、蛋 白质