CN112359027B - 细胞色素p450酶突变体及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种细胞色素P450酶突变体及其应用。通过定向进化的手段对来源于Bacillus megaterium野生型菌株的P450酶活和反马尔科夫氧化的选择性进行蛋白质改造,提高了酶的活性和选择性,开发出了一系列可用于工业化生产的P450酶突变体。

Description

细胞色素P450酶突变体及其应用
技术领域
本发明涉及酶技术领域,具体而言,涉及一种细胞色素P450酶突变体及其应用。
背景技术
催化烯烃类原料的反马尔科夫氧化反应可以简化很多重要化工原料的合成路线。对烯烃类化合物进行直接的反马尔科夫氧化反应生成相应的羰基化合物是有机合成中十分重要的挑战,这个过程中往往需要高效的催化剂参与。目前的合成方法中,使用贵金属作为催化剂存在转化效率和对映选择性低,需要多步催化,三废多等问题 [G. Dong, P.Teo, Z. K. Wickens, R. H. Grubbs, Primary alcohols from terminal olefins:Formal anti-Markovnikov hydration via triple relay catalysis. Science 333,1609–1612(2011)]。
细胞色素P450单加氧酶(P450s)是一类亚铁血红素依赖的酶家族,以氧气作为氧化剂,能够在温和的条件下选择性地活化C-H键,催化多种传统化学方法难以实现的合成反应,包括烯烃的氧化反应,在精细化学和药物及其代谢物合成方面具有极大的应用潜力。来源于Bacillus megaterium的P450(BM3)属于自给自足型的单加氧酶,即参与电子传递的氧化还原蛋白伴侶与P450氧化酶部分融合在一条肽链上。这种融合重组的结构大大提高了电子传递效率和氧化反应的电子耦合效率,BM3也是目前催化效率较高的P450酶之一。
但目前尚无高效催化烯烃类化合物进行反马尔科夫氧化反应的BM3酶的报道。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种细胞色素P450酶突变体及其应用,以解决现有技术中尚无高效催化烯烃类化合物进行反马尔科夫氧化反应的P450酶。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种细胞色素P450酶突变体,该突变体包括:(a) 在SEQ ID NO:1的序列上发生一个或多个氨基酸突变的蛋白,且蛋白具有细胞色素P450酶的反马尔科夫氧化活性;或者(b) 来源于Bacillus megaterium菌株,且与SEQ ID NO:1具有80%以上同源性的氨基酸序列,且具有细胞色素P450酶的反马尔科夫氧化活性。
进一步地,突变体为在SEQ ID NO:1的序列上发生1~14个中任意一个或多个,优选2~14个,更优选3~14个,进一步优选10~14个氨基酸突变的蛋白,且蛋白具有细胞色素P450酶的反马尔科夫氧化活性。
进一步地,突变体为来源于Bacillus megaterium菌株,且与SEQ ID NO:1具有85%以上,优选为90%以上,更优选为95%以上,进一步优选为99%以上同源性,且具有细胞色素P450酶的反马尔科夫氧化活性;进一步优选突变体在SEQ ID NO:1基础上发生1~14个中任意一个或多个,优选2~14个,更优选3~14个,进一步优选10~14个氨基酸突变。
进一步地,突变体是在SEQ ID NO:1基础上发生下氨基酸突变:
Figure 774138DEST_PATH_IMAGE001
Figure 281343DEST_PATH_IMAGE002
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种DNA分子,编码上述任一种突变体。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种重组质粒,该重组质粒连接有上述的DNA分子。
进一步地,重组质粒选自如下任意一种:pET-21b(+)、pET-22b(+)、pET-3a(+)、pET-3d(+)、pET-11a(+)、pET-12a(+)、pET-14b(+)、pET-15b(+)、pET-16b(+)、pET-17b(+)、pET-19b(+)、pET-20b(+)、pET-21a(+)、pET-23a(+)、pET-23b(+)、pET-24a(+)、pET-25b(+)、pET-26b(+)、pET-27b(+)、pET-28a(+)、pET-29a(+)、pET-30a(+)、pET-31b(+)、pET-32a(+)、pET-35b(+)、pET-38b(+)、pET-39b(+)、pET-40b(+)、pET-41a(+)、pET-41b(+)、pET-42a(+)、pET-43a(+)、pET-43b(+)、pET-44a(+)、pET-49b(+)、pQE2、pQE9、pQE30、pQE31、pQE32、pQE40、pQE70、pQE80、pRSET-A、pRSET-B、pRSET-C、pGEX-5X-1、pGEX-6p-1、pGEX-6p-2、pBV220、pBV221、pBV222、pTrc99A、pTwin1、pEZZ18、pKK232-18、pUC-18以及pUC-19。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种宿主细胞,该宿主细胞含有上述任一种重组质粒。
进一步地,宿主细胞为原核细胞或真核细胞,优选真核细胞为酵母细胞。
进一步地,宿主细胞为感受态细胞,优选感受态细胞为大肠杆菌BL21细胞或大肠杆菌W3110。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种羰基化合物或醇类化合物的制备方法,该制备方法包括:采用上述任一种细胞色素P450酶突变体催化烯烃类化合物
Figure 212258DEST_PATH_IMAGE003
进行直接的反马尔科夫氧化反应生成羰基化合物
Figure 652467DEST_PATH_IMAGE004
和醇类化合物
Figure 722054DEST_PATH_IMAGE005
,其中,R表示任选取代或未被取代的烷基、任选取代或未被取代的芳烷基、或任选取代或未被取代的芳基。
进一步地,R表示碳原子数为1-20的任选取代或未被取代的烷基、任选取代或未被取代的芳烷基、或任选取代或未被取代的芳基;优选的,R表示碳原子数为1-10的任选取代或未被取代的烷基、任选取代或未被取代的芳烷基、或任选取代或未被取代的芳基;优选的,取代是指被卤素原子、氮原子、硫原子、羟基、硝基、氰基、甲氧基、乙氧基、羧基、羧甲基、羧乙基或亚甲二氧基取代;优选的,烯烃类化合物为苯环上任意位置被取代或未被取代的苯乙烯类化合物,反应为
Figure 857500DEST_PATH_IMAGE006
生成
Figure 467473DEST_PATH_IMAGE007
Figure 886822DEST_PATH_IMAGE008
的反马尔科夫氧化反应,其中,R1表示苯环上任意位置取代为卤素、硝基、甲基或甲氧基;优选的,卤素取代为氯原子取代;更优选地,烯烃类化合物为如下任一种:
Figure 189628DEST_PATH_IMAGE009
Figure 281211DEST_PATH_IMAGE010
Figure 350667DEST_PATH_IMAGE011
Figure 234310DEST_PATH_IMAGE012
应用本发明的技术方案,通过定向进化的手段对野生酶进行蛋白质改造,提高了酶的活性和选择性,开发出可用于工业化生产的P450酶。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
由于目前尚无高效催化烯烃类化合物进行反马尔科夫氧化反应的BM3酶的报道,为改善这一状况,本申请的发明人通过酶筛选发现BM3具有催化烯烃类化合物进行反马尔科夫氧化反应的活力,但是其活性较低,反马尔科夫氧化的选择性较差。为了进一步提高其催化反应活性和/或其选择性,发明人通过定向进化的手段对野生酶进行蛋白质改造,提高了酶的活性和选择性,开发出可用于工业化生产的P450酶。
本发明的发明人通过定向进化的方法提高来源于Bacillus megaterium 野生型菌株的P450酶活和反马尔科夫氧化的选择性,降低酶的使用量。首先通过全质粒PCR的方式在野生型P450酶SEQ ID NO:1上引入突变位点,对突变体进行活性和选择性检测,挑选活性和选择性(即醛在总产品中占的比例)提高的突变体。
P450酶催化的反马尔科夫氧化反应式如下:
Figure 583383DEST_PATH_IMAGE013
本发明所提供的细胞色素P450酶突变体可催化烯烃类底物生成醛,醛可以进一步被辅酶还原成醇。
来源于Bacillus megaterium的野生型P450酶序列SEQ ID NO:1如下:
MTIKEMPQPKTFGELKNLPLLNTDKPVQALMKIADELGEIFKFEAPGRVTRYLSSQRLIKEACDESRFDKNLSQALKFVRDFAGDGLFTSWTHEKNWKKAHNILLPSFSQQAMKGYHAMMVDIAVQLVQKWERLNADEHIEVPEDMTRLTLDTIGLCGFNYRFNSFYRDQPHPFITSMVRALDEAMNKLQRANPDDPAYDENKRQFQEDIKVMNDLVDKIIADRKASGEQSDDLLTHMLNGKDPETGEPLDDENIRYQIITFLIAGHETTSGLLSFALYFLVKNPHVLQKAAEEAARVLVDPVPSYKQVKQLKYVGMVLNEALRLWPTAPAFSLYAKEDTVLGGEYPLEKGDELMVLIPQLHRDKTIWGDDVEEFRPERFENPSAIPQHAFKPFGNGQRACIGQQFALHEATLVLGMMLKHFDFEDHTNYELDIKETLTLKPEGFVVKAKSKKIPLGGIPSPSTEQSAKKVRKKAENAHNTPLLVLYGSNMGTAEGTARDLADIAMSKGFAPQVATLDSHAGNLPREGAVLIVTASYNGHPPDNAKQFVDWLDQASADEVKGVRYSVFGCGDKNWATTYQKVPAFIDETLAAKGAENIADRGEADASDDFEGTYEEWREHMWSDVAAYFNLDIENSEDNKSTLSLQFVDSAADMPLAKMHGAFSTNVVASKELQQPGSARSTRHLEIELPKEASYQEGDHLGVIPRNYEGIVNRVTARFGLDASQQIRLEAEEEKLAHLPLAKTVSVEELLQYVELQDPVTRTQLRAMAAKTVCPPHKVELEALLEKQAYKEQVLAKRLTMLELLEKYPACEMKFSEFIALLPSIRPRYYSISSSPRVDEKQASITVSVVSGEAWSGYGEYKGIASNYLAELQEGDTITCFISTPQSEFTLPKDPETPLIMVGPGTGVAPFRGFVQARKQLKEQGQSLGEAHLYFGCRSPHEDYLYQEELENAQSEGIITLHTAFSRMPNQPKTYVQHVMEQDGKKLIELLDQGAHFYICGDGSQMAPAVEATLMKSYADVHQVSEADARLWLQQLEEKGRYAKDVWAGLE。
以野生型P450酶的序列SEQ ID NO:1为模板,设计了27对定点突变引物(A75V,A75F, L76A, L76I, L76F, V79A, V79L, V79F, A83F, A83V, F88A, F88V, T89A, T89V,A265V, A265F, T269V, T269A, T269F, A329V, A329F, A331F, A331V, F332A, F332V,L438A, L438F),利用定点突变手段,以pET-22b(+)为表达载体,获得带有目的基因的突变质粒。
其中,定点突变:是指通过聚合酶链式反应(PCR)等方法向目的DNA片段(可以是基因组,也可以是质粒)中引入所需变化(通常是表征有利方向的变化),包括碱基的添加、删除、点突变等。定点突变能迅速、高效的提高DNA所表达的目的蛋白的性状及表征,是基因研究工作中一种非常有用的手段。
利用全质粒PCR引入定点突变的方法简单有效,是目前使用比较多的手段。其原理是,一对包含突变位点的引物(正、反向),和模板质粒退火后用聚合酶“循环延伸”,所谓的循环延伸是指聚合酶按照模版延伸引物,一圈后回到引物5’端终止,再经过反复加热退火延伸的循环,这个反应区别于滚环扩增,不会形成多个串联拷贝。正反向引物的延伸产物退火后配对成为带缺刻的开环质粒。Dpn I酶切延伸产物,由于原来的模版质粒来源于常规大肠杆菌,是经dam甲基化修饰的,对Dpn I敏感而被切碎,而体外合成的带突变序列的质粒由于没有甲基化而不被切开,因此在随后的转化中得以成功转化,即可得到突变质粒的克隆。
在单点突变获得性状提高的突变体基础上,可对有益的氨基酸位点进行组合,以获得性状更优的突变体。
获得活性和反马尔科夫氧化的选择性大幅提高的P450突变体后,使用易错PCR的方法对其进行随机突变,构建高质量的突变体库,开发合适的高通量筛选方法,对文库进行筛选,获得性状进一步提高的突变体。
易错 PCR:意为易错条件下的PCR, 即容易使复制出的DNA序列出现错误的PCR技术,又称错配PCR或倾向错误 PCR。具体是指通过利用低保真度TaqDNA聚合酶和改变PCR反应条件,降低DNA复制的保真度,在新 DNA 链合成过程中增加碱基错配,从而使扩增产物出现较多点突变的一种体外诱导 DNA 序列变异的方法。
易错PCR是目前最简单、有效的基因体外随机诱变技术,其原理是:碱基的异构为错配提供了可能,组成DNA的4种碱基都有互变异构体存在,其中鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C) 和胸腺嘧啶(T) 3种含氧碱基有酮式和烯醇式两种互变异构体。腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶两种含氮碱基,有胺式、亚胺式两种互变异构体。G、C和T主要以酮式结构存在,烯醇式结构的比率极低,A 和 T 两种含氮碱基上的氮原子主要以氨基(NH2) 状态存在,以亚胺基(NH)状态存在的比率极低。不同同分异构体之间氢原子位置的不同及同一位置电子云偏离方向的不同,可使得碱基的配对形式发生改变,这样在复制后的子链上就可能出现错配。例如当胸腺嘧啶以酮式结构存在时,与腺嘌呤配对,而以烯醇式结构存在时,与鸟嘌呤配对,这样就出现了 A 能配上 C,T 能配上 G 的不稳定碱基对,从而造成错配。
在已知的几种耐热DNA聚合酶中,Taq DNA聚合酶的错配率最高。Taq DNA聚合酶是发现的耐热DNA聚合酶中活性最高的一种,具有5'-3' 外切酶活性,不具 3'-5'外切酶活性,因此在合成中对某些单核苷酸错配没有校正功能,所以比有 3'-5'校对活性的 DNA 聚合酶发生错配的概率较高。DNA聚合酶的保真性可以通过多种方法来降低,包括使用 4 种浓度不同 dNTP、添加 Mn2+、提高 Mg2+浓度等。几种诱变方法导致扩增 DNA 链碱基变异的机理各不相同。MnC12是 DNA 聚合酶的诱变因子,加入 Mn2+可以降低聚合酶对模板的特异性,提高错配率;4 种 dNTPs 浓度的不平衡可以提高碱基错误掺入的概率,实现错配;Mg2+具有激活 Taq 酶的作用,增加 Mg2+浓度,使之超过正常用量,能稳定非互补的碱基对;提高Taq DNA 聚合酶用量、增加每个循环延伸时间,可以增加错配终端延伸的概率;降低起始模板浓度,会使后面 PCR 循环的变异模板比例增加。
通过对易错PCR构建的突变体库进行筛选,获得活性和反马尔科夫氧化的选择性进一步提高的P450突变体。又设计了31条饱和突变引物(R48,R52,N71,L72,S73,Q74,A75,L76,F82,A83,D85,G86,F88,T89,S90,W91,R148,S165,H172,P173,F174,L182,I264,A265,T269,P327、A329,A331,S333,M355,L440),进一步进行突变体进化,以获得活性和反马尔科夫氧化的选择性最优的突变。
饱和突变是通过对目的蛋白的编码基因进行改造,短时间内获取靶位点氨基酸分别被其它19种氨基酸替代的突变体的一种方法。此方法不仅是蛋白质定向改造的强有力工具,而且是蛋白质结构-功能关系研究的重要手段。饱和突变往往能获得比单点突变更为理想的进化体。而对于定点突变方法不能解决的这些问题,恰恰是饱和突变方法所擅长的独特之处。
上述将突变质粒转化至大肠杆菌细胞内,在大肠杆菌中过量表达。然后通过超声破碎细胞的方法获得粗酶。P450诱导表达最佳条件:25℃,0.2 mM IPTG和0.5 mMAminolevulinic acid (ALA)诱导过夜。
在上述研究结果的基础上,申请人提出了本申请的方案。在一种典型的实施方式中,提供了一种细胞色素P450酶突变体,该突变体包括:(a) 在SEQ ID NO:1的序列上发生一个或多个氨基酸突变的蛋白,且蛋白具有细胞色素P450酶的反马尔科夫氧化活性;或者(b)来源于Bacillus megaterium菌株,且与SEQ ID NO:1具有80%以上同源性的氨基酸序列,且具有细胞色素P450酶的反马尔科夫氧化活性。
该实施例中所提供的突变体,在保持细胞色素P450酶活性的基础上,通过发生一个或多个氨基酸的突变,或者通过突变后的序列与野生型Bacillus megaterium菌株序列的同源性在80%以上,来进一步提升酶反应活性和/或提升反马尔科夫氧化的选择性。
采用本申请前述的各种诱变方法获得的突变体,只要满足上述条件,均在本申请的保护范围内。
在一种优选的实施例中,突变体在SEQ ID NO:1的序列上发生1~14个中任意一个或多个,优选2~14个,更优选3~14个,进一步优选10~14个氨基酸突变,且该突变体具有细胞色素P450酶的反马尔科夫氧化活性。
在一种优选的实施例中,突变体为来源于Bacillus megaterium菌株,且与SEQ IDNO:1具有85%以上,优选为90%以上,更优选为95%以上,进一步优选为99%同源性,且具有细胞色素P450酶的反马尔科夫氧化活性;进一步优选突变体1~14个中任意一个或多个(比如可以是14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1个),优选2~14个,更优选3~14个,进一步优选10~14个氨基酸突变。
在一种更优选的实施例中,P450酶突变体是在SEQ ID NO:1基础上发生如表1至表4所示的氨基酸突变的突变体。这些突变体催化烯烃类化合物进行反马尔科夫氧化反应的催化活性和/或选择性均较野生型显著提高。
在本发明一种典型的实施方式中,还提供了一种DNA分子,该DNA分子编码上述任一种P450酶突变体。编码的上述P450酶突变体具有选择性高和催化活性显著提高的优势。
在本发明一种典型的实施方式中,还提供了一种重组质粒,该重组质粒连接有上述DNA分子。该DNA分子能够编码上述任一种选择性高,且/或催化活性显著提高的P450酶突变体。具体序列选自表1-表4中的序列或者与这些序列在保持上述氨基酸位点变化的前提下,其他位点的氨基酸序列发生取代、添加或缺失突变的核苷酸序列。
上述重组质粒中,任意能够用于表达上述羟化酶的DNA分子的重组质粒均适用于本发明。在本发明的优选实施例中,重组质粒选自如下之一:pET-22b(+)、pET-21b(+)、pET-3a(+)、pET-3d(+)、pET-11a(+)、pET-12a(+)、pET-14b(+)、pET-15b(+)、pET-16b(+)、pET-17b(+)、pET-19b(+)、pET-20b(+)、pET-21a(+)、pET-23a(+)、pET-23b(+)、pET-24a(+)、pET-25b(+)、pET-26b(+)、pET-27b(+)、pET-28a(+)、pET-29a(+)、pET-30a(+)、pET-31b(+)、pET-32a(+)、pET-35b(+)、pET-38b(+)、pET-39b(+)、pET-40b(+)、pET-41a(+)、pET-41b(+)、pET-42a(+)、pET-43a(+)、pET-43b(+)、pET-44a(+)、pET-49b(+)、pQE2、pQE9、pQE30、pQE31、pQE32、pQE40、pQE70、pQE80、pRSET-A、pRSET-B、pRSET-C、pGEX-5X-1、pGEX-6p-1、pGEX-6p-2、pBV220、pBV221、pBV222、pTrc99A、pTwin1、pEZZ18、pKK232-18、pUC-18以及pUC-19。
在本发明一种典型的实施方式中,还提供了一种宿主细胞,该宿主细胞含有上述任一种重组质粒。具体的宿主细胞可以为原核细胞或真核细胞,优选真核细胞为酵母细胞。更优选地,上述宿主细胞为感受态细胞,进一步优选感受态细胞为大肠杆菌BL21细胞或大肠杆菌W3110 。
在本发明一种典型的实施方式中,还提供了一种羰基化合物或醇类化合物的制备方法,该制备方法包括:采用上述任一种细胞色素P450酶突变体催化烯烃类化合物
Figure 552476DEST_PATH_IMAGE003
进行直接的反马尔科夫氧化反应生成羰基化合物
Figure 894464DEST_PATH_IMAGE004
或醇类化合物
Figure 898192DEST_PATH_IMAGE014
,其中,R表示任选取代或未被取代的烷基、任选取代或未被取代的芳烷基、或任选取代或未被取代的芳基。
优选地,R表示碳原子数为1-20的任选取代或未被取代的烷基、任选取代或未被取代的芳烷基、或任选取代或未被取代的芳基,更优选的,R表示碳原子数为1-10的任选取代或未被取代的烷基、任选取代或未被取代的芳烷基、或任选取代或未被取代的芳基;优选的,取代是指被卤素原子、氮原子、硫原子、羟基、硝基、氰基、甲氧基、乙氧基、羧基、羧甲基、羧乙基或亚甲二氧基取代;优选的,烯烃类化合物为苯环上任意位置被取代或未被取代的苯乙烯类化合物,反应为
Figure 746063DEST_PATH_IMAGE006
生成
Figure 77818DEST_PATH_IMAGE007
Figure 98864DEST_PATH_IMAGE008
的反马尔科夫氧化反应,其中,R1表示苯环上任意位置取代为卤素、硝基、甲基或甲氧基。
优选的,卤素取代为氯原子取代。
更优选地,烯烃类化合物为如下任一种:
Figure 894781DEST_PATH_IMAGE009
Figure 834924DEST_PATH_IMAGE010
Figure 44189DEST_PATH_IMAGE011
Figure 478712DEST_PATH_IMAGE012
下面结合具体的实施例来进一步说明本申请的有益效果。需要说明的是,下述实施例中用到的原料包括:
原料1:
Figure 394716DEST_PATH_IMAGE015
苯乙烯 Styrene CasNo:100-42-5。
原料2:
Figure 115547DEST_PATH_IMAGE010
4-氯苯乙烯 4-Chlorostyrene CasNo:1073-67-2。
原料3:
Figure 936741DEST_PATH_IMAGE011
4-甲基苯乙烯4-MethylstyreneCAS号: 622-97-9。
原料4:
Figure 34010DEST_PATH_IMAGE016
4-(三氟甲基)苯乙烯 4-(Trifluoromethyl) styrene CasNo:402-50-6。
实施例1
10 mL的玻璃瓶中分别加入1.5 mM的原料1、原料2、原料3和原料4,加入1 eq NADP+,20 eq葡萄糖,3 wt葡萄糖脱氢酶,0.1 g P450酶,用Tris-HCl buffer (pH 8.0, 100mM)补至4 mL,混匀,于30℃,200 rpm摇床反应3h。反应结束后,加入2 mL乙酸乙酯,充分混合后进行离心,12000 rpm离心5 min,取上层,HPLC检测,波长210nm。部分突变体反应特性如表1所示。
表1:
Figure 70100DEST_PATH_IMAGE017
上述母本为SEQ ID NO:1;活性和选择性提高的倍数用+表示,+表示提高0-1倍,++表示提高1-2倍,+++表示提高2-3倍,++++表示提高3-5倍,+++++表示提高5-10倍。本发明中的选择性/反马尔科夫氧化的选择性定义为:反马尔科夫氧化产物中的醛产品%/[(醛产品%+环氧产品%]。
实施例2
10 mL的玻璃瓶中分别加入1.5 mM的原料1、原料2、原料3和原料4,加入1 eq NADP+,20 eq葡萄糖,3 wt葡萄糖脱氢酶,0.1 g P450酶,用Tris-HCl buffer (pH 8.0, 100mM)补至4 mL,混匀,于30℃,200 rpm摇床反应3h。反应结束后,加入2 mL乙酸乙酯,充分混合后进行离心,12000 rpm离心5 min,取上层,HPLC检测,波长210nm。部分突变体反应特性如表2所示。
表2:
Figure 837198DEST_PATH_IMAGE018
上述母本为SEQ ID NO:1;活性和选择性提高的倍数用+表示,+表示提高0-1倍,++表示提高1-2倍,+++表示提高2-3倍,++++表示提高3-5倍,+++++表示提高5-10倍。
由表2结果可以看出,运用随机突变(易错PCR)的定向进化方法使得突变体活性和反马尔科夫氧化的选择性大幅提高。下一步可继续饱和突变的进化方法,进一步提高突变体活性和选择性。
实施例3
10 mL的玻璃瓶中分别加入3 mM的原料1、原料2、原料3和原料4,加入0.5 eq NADP+,10 eq葡萄糖,1 wt葡萄糖脱氢酶,0.1 g P450酶,用Tris-HCl buffer (pH 8.0, 100mM)补至2 mL,混匀,于40℃,200 rpm摇床反应8h。反应结束后,加入2 mL乙酸乙酯,充分混合后进行离心,12000 rpm离心5 min,取上层,HPLC检测,波长210nm。部分突变体反应特性如表3所示。
表3:
Figure 21055DEST_PATH_IMAGE019
Figure 46649DEST_PATH_IMAGE020
上述母本为SEQ ID NO:1;活性和选择性提高的倍数用+表示,+表示提高0-1倍,++表示提高1-2倍,+++表示提高2-3倍,++++表示提高3-5倍,+++++表示提高5-10倍。
实施例4
10 mL的玻璃瓶中分别加入3 mM的原料1、原料2、原料3和原料4,加入0.5 eq NADP+,10 eq葡萄糖,1 wt葡萄糖脱氢酶,0.1 g P450酶,用Tris-HCl buffer (pH 8.0, 100mM)补至2 mL,混匀,于40℃,200 rpm摇床反应8h。反应结束后,加入2 mL乙酸乙酯,充分混合后进行离心,12000 rpm离心5 min,取上层,HPLC检测,波长210nm。部分突变体反应特性如表4所示。
表4:
Figure 202824DEST_PATH_IMAGE021
上述母本为SEQ ID NO:1;活性和选择性提高的倍数用+表示,+表示提高0-1倍,++表示提高1-2倍,+++表示提高2-3倍,++++表示提高3-5倍,+++++表示提高5-10倍。
实施例5
在原料1、原料2、原料3和原料4被P450突变体氧化生成醛类产品的反应体系中,加入10U ADH(西格玛公司),1mM NADP+,总体积1%的异丙醇,混匀,于40℃,200 rpm摇床反应1h。反应结束后,加入2 mL乙酸乙酯,充分混合后进行离心,12000 rpm离心5 min,取上层,HPLC检测,波长210nm。反应式如下,部分突变体反应特性如表5所示。
Figure 406403DEST_PATH_IMAGE022
Figure 871364DEST_PATH_IMAGE023
Figure 169490DEST_PATH_IMAGE024
Figure 321117DEST_PATH_IMAGE025
表5:
Figure 496531DEST_PATH_IMAGE026
上述母本为SEQ ID NO:1;*代表醛产品被完全转化为醇产品。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:通过改造后的突变体的活性和/或选择性均有不同程度的提高。
此外,本申请中公开的突变位点的其它任意组合,以及突变位点在其它同源性较高P450酶上进行重复,也可能有较好的效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
序列表
<110> 凯莱英生命科学技术(天津)有限公司
<120> 细胞色素P450酶突变体及其应用
<130> PN141851KLY
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1051
<212> PRT
<213> P450酶(Bacillus megaterium)
<400> 1
Met Thr Ile Lys Glu Met Pro Gln Pro Lys Thr Phe Gly Glu Leu Lys
1 5 10 15
Asn Leu Pro Leu Leu Asn Thr Asp Lys Pro Val Gln Ala Leu Met Lys
20 25 30
Ile Ala Asp Glu Leu Gly Glu Ile Phe Lys Phe Glu Ala Pro Gly Arg
35 40 45
Val Thr Arg Tyr Leu Ser Ser Gln Arg Leu Ile Lys Glu Ala Cys Asp
50 55 60
Glu Ser Arg Phe Asp Lys Asn Leu Ser Gln Ala Leu Lys Phe Val Arg
65 70 75 80
Asp Phe Ala Gly Asp Gly Leu Phe Thr Ser Trp Thr His Glu Lys Asn
85 90 95
Trp Lys Lys Ala His Asn Ile Leu Leu Pro Ser Phe Ser Gln Gln Ala
100 105 110
Met Lys Gly Tyr His Ala Met Met Val Asp Ile Ala Val Gln Leu Val
115 120 125
Gln Lys Trp Glu Arg Leu Asn Ala Asp Glu His Ile Glu Val Pro Glu
130 135 140
Asp Met Thr Arg Leu Thr Leu Asp Thr Ile Gly Leu Cys Gly Phe Asn
145 150 155 160
Tyr Arg Phe Asn Ser Phe Tyr Arg Asp Gln Pro His Pro Phe Ile Thr
165 170 175
Ser Met Val Arg Ala Leu Asp Glu Ala Met Asn Lys Leu Gln Arg Ala
180 185 190
Asn Pro Asp Asp Pro Ala Tyr Asp Glu Asn Lys Arg Gln Phe Gln Glu
195 200 205
Asp Ile Lys Val Met Asn Asp Leu Val Asp Lys Ile Ile Ala Asp Arg
210 215 220
Lys Ala Ser Gly Glu Gln Ser Asp Asp Leu Leu Thr His Met Leu Asn
225 230 235 240
Gly Lys Asp Pro Glu Thr Gly Glu Pro Leu Asp Asp Glu Asn Ile Arg
245 250 255
Tyr Gln Ile Ile Thr Phe Leu Ile Ala Gly His Glu Thr Thr Ser Gly
260 265 270
Leu Leu Ser Phe Ala Leu Tyr Phe Leu Val Lys Asn Pro His Val Leu
275 280 285
Gln Lys Ala Ala Glu Glu Ala Ala Arg Val Leu Val Asp Pro Val Pro
290 295 300
Ser Tyr Lys Gln Val Lys Gln Leu Lys Tyr Val Gly Met Val Leu Asn
305 310 315 320
Glu Ala Leu Arg Leu Trp Pro Thr Ala Pro Ala Phe Ser Leu Tyr Ala
325 330 335
Lys Glu Asp Thr Val Leu Gly Gly Glu Tyr Pro Leu Glu Lys Gly Asp
340 345 350
Glu Leu Met Val Leu Ile Pro Gln Leu His Arg Asp Lys Thr Ile Trp
355 360 365
Gly Asp Asp Val Glu Glu Phe Arg Pro Glu Arg Phe Glu Asn Pro Ser
370 375 380
Ala Ile Pro Gln His Ala Phe Lys Pro Phe Gly Asn Gly Gln Arg Ala
385 390 395 400
Cys Ile Gly Gln Gln Phe Ala Leu His Glu Ala Thr Leu Val Leu Gly
405 410 415
Met Met Leu Lys His Phe Asp Phe Glu Asp His Thr Asn Tyr Glu Leu
420 425 430
Asp Ile Lys Glu Thr Leu Thr Leu Lys Pro Glu Gly Phe Val Val Lys
435 440 445
Ala Lys Ser Lys Lys Ile Pro Leu Gly Gly Ile Pro Ser Pro Ser Thr
450 455 460
Glu Gln Ser Ala Lys Lys Val Arg Lys Lys Ala Glu Asn Ala His Asn
465 470 475 480
Thr Pro Leu Leu Val Leu Tyr Gly Ser Asn Met Gly Thr Ala Glu Gly
485 490 495
Thr Ala Arg Asp Leu Ala Asp Ile Ala Met Ser Lys Gly Phe Ala Pro
500 505 510
Gln Val Ala Thr Leu Asp Ser His Ala Gly Asn Leu Pro Arg Glu Gly
515 520 525
Ala Val Leu Ile Val Thr Ala Ser Tyr Asn Gly His Pro Pro Asp Asn
530 535 540
Ala Lys Gln Phe Val Asp Trp Leu Asp Gln Ala Ser Ala Asp Glu Val
545 550 555 560
Lys Gly Val Arg Tyr Ser Val Phe Gly Cys Gly Asp Lys Asn Trp Ala
565 570 575
Thr Thr Tyr Gln Lys Val Pro Ala Phe Ile Asp Glu Thr Leu Ala Ala
580 585 590
Lys Gly Ala Glu Asn Ile Ala Asp Arg Gly Glu Ala Asp Ala Ser Asp
595 600 605
Asp Phe Glu Gly Thr Tyr Glu Glu Trp Arg Glu His Met Trp Ser Asp
610 615 620
Val Ala Ala Tyr Phe Asn Leu Asp Ile Glu Asn Ser Glu Asp Asn Lys
625 630 635 640
Ser Thr Leu Ser Leu Gln Phe Val Asp Ser Ala Ala Asp Met Pro Leu
645 650 655
Ala Lys Met His Gly Ala Phe Ser Thr Asn Val Val Ala Ser Lys Glu
660 665 670
Leu Gln Gln Pro Gly Ser Ala Arg Ser Thr Arg His Leu Glu Ile Glu
675 680 685
Leu Pro Lys Glu Ala Ser Tyr Gln Glu Gly Asp His Leu Gly Val Ile
690 695 700
Pro Arg Asn Tyr Glu Gly Ile Val Asn Arg Val Thr Ala Arg Phe Gly
705 710 715 720
Leu Asp Ala Ser Gln Gln Ile Arg Leu Glu Ala Glu Glu Glu Lys Leu
725 730 735
Ala His Leu Pro Leu Ala Lys Thr Val Ser Val Glu Glu Leu Leu Gln
740 745 750
Tyr Val Glu Leu Gln Asp Pro Val Thr Arg Thr Gln Leu Arg Ala Met
755 760 765
Ala Ala Lys Thr Val Cys Pro Pro His Lys Val Glu Leu Glu Ala Leu
770 775 780
Leu Glu Lys Gln Ala Tyr Lys Glu Gln Val Leu Ala Lys Arg Leu Thr
785 790 795 800
Met Leu Glu Leu Leu Glu Lys Tyr Pro Ala Cys Glu Met Lys Phe Ser
805 810 815
Glu Phe Ile Ala Leu Leu Pro Ser Ile Arg Pro Arg Tyr Tyr Ser Ile
820 825 830
Ser Ser Ser Pro Arg Val Asp Glu Lys Gln Ala Ser Ile Thr Val Ser
835 840 845
Val Val Ser Gly Glu Ala Trp Ser Gly Tyr Gly Glu Tyr Lys Gly Ile
850 855 860
Ala Ser Asn Tyr Leu Ala Glu Leu Gln Glu Gly Asp Thr Ile Thr Cys
865 870 875 880
Phe Ile Ser Thr Pro Gln Ser Glu Phe Thr Leu Pro Lys Asp Pro Glu
885 890 895
Thr Pro Leu Ile Met Val Gly Pro Gly Thr Gly Val Ala Pro Phe Arg
900 905 910
Gly Phe Val Gln Ala Arg Lys Gln Leu Lys Glu Gln Gly Gln Ser Leu
915 920 925
Gly Glu Ala His Leu Tyr Phe Gly Cys Arg Ser Pro His Glu Asp Tyr
930 935 940
Leu Tyr Gln Glu Glu Leu Glu Asn Ala Gln Ser Glu Gly Ile Ile Thr
945 950 955 960
Leu His Thr Ala Phe Ser Arg Met Pro Asn Gln Pro Lys Thr Tyr Val
965 970 975
Gln His Val Met Glu Gln Asp Gly Lys Lys Leu Ile Glu Leu Leu Asp
980 985 990
Gln Gly Ala His Phe Tyr Ile Cys Gly Asp Gly Ser Gln Met Ala Pro
995 1000 1005
Ala Val Glu Ala Thr Leu Met Lys Ser Tyr Ala Asp Val His Gln Val
1010 1015 1020
Ser Glu Ala Asp Ala Arg Leu Trp Leu Gln Gln Leu Glu Glu Lys Gly
1025 1030 1035 1040
Arg Tyr Ala Lys Asp Val Trp Ala Gly Leu Glu
1045 1050

Claims (8)

1.一种细胞色素P450酶突变体,其特征在于,所述突变体在SEQ ID NO:1基础上仅发生如下氨基酸突变:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure 511410DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
2.一种DNA分子,其特征在于,编码权利要求1所述的突变体。
3.一种重组质粒,其特征在于,所述重组质粒连接有权利要求2所述的DNA分子。
4.根据权利要求3所述的重组质粒,其特征在于,所述重组质粒选自如下任意一种:pET-21b(+)、pET-22b(+)、pET-3a(+)、pET-3d(+)、pET-11a(+)、pET-12a(+)、pET-14b、pET-15b(+)、pET-16b(+)、pET-17b(+)、pET-19b(+)、pET-20b(+)、pET-21a(+)、pET-23a(+)、pET-23b(+)、pET-24a(+)、pET-25b(+)、pET-26b(+)、pET-27b(+)、pET-28a(+)、pET-29a(+)、pET-30a(+)、pET-31b(+)、pET-32a(+)、pET-35b(+)、pET-38b(+)、pET-39b(+)、pET-40b(+)、pET-41a(+)、pET-41b(+)、pET-42a(+)、pET-43a(+)、pET-43b(+)、pET-44a(+)、pET-49b(+)、pQE2、pQE9、pQE30、pQE31、pQE32、pQE40、pQE70、pQE80、pRSET-A、pRSET-B、pRSET-C、pGEX-5X-1、pGEX-6p-1、pGEX-6p-2、pBV220、pBV221、pBV222、pTrc99A、pTwin1、pEZZ18、pKK232-8、pUC-18以及pUC-19。
5.一种宿主细胞,其特征在于,所述宿主细胞含有权利要求3或4所述的重组质粒,所述宿主细胞为原核细胞或真核细胞,所述真核细胞为酵母细胞。
6.根据权利要求5所述的宿主细胞,其特征在于,所述宿主细胞为感受态细胞。
7.根据权利要求6所述的宿主细胞,其特征在于,所述感受态细胞为大肠杆菌BL21细胞或大肠杆菌W3110。
8.一种羰基化合物或醇类化合物的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
采用权利要求1所述的细胞色素P450酶突变体催化烯烃类化合物
Figure DEST_PATH_IMAGE005
进行直接的反马尔科夫氧化反应生成羰基化合物
Figure DEST_PATH_IMAGE007
和醇类化合物
Figure DEST_PATH_IMAGE009
其中,所述烯烃类化合物为如下任一种:
Figure DEST_PATH_IMAGE011
Figure DEST_PATH_IMAGE013
Figure DEST_PATH_IMAGE015
Figure DEST_PATH_IMAGE017
,且
当所述烯烃类化合物为
Figure 380882DEST_PATH_IMAGE018
时,所述细胞色素P450酶突变体不选择在SEQ ID NO:1基础上仅发生如下氨基酸突变的突变体:V79A+F332A+T89A、V79A+F332A+L438F;
当所述烯烃类化合物为
Figure 285253DEST_PATH_IMAGE013
,所述细胞色素P450酶突变体不选择在SEQ IDNO:1基础上仅发生如下氨基酸突变的突变体:V79A+F332A+A75V、V79A+F332A+A265F、V79A+F332A+T269V、V79A+F332A+T269A、V79A+F332A+T269F;
当所述烯烃类化合物为
Figure 805096DEST_PATH_IMAGE015
,所述细胞色素P450酶突变体不选择在SEQ IDNO:1基础上仅发生如下氨基酸突变的突变体:V79A+F332A+L76I、V79A+F332A+L438F;
当所述烯烃类化合物为
Figure DEST_PATH_IMAGE019
,所述细胞色素P450酶突变体不选择在SEQ IDNO:1基础上仅发生如下氨基酸突变的突变体:V79A+F332A+A83F、V79A+F332A+ A83V、V79A+F332A+T265V、V79A+F332A+T269A、V79A+F332A+A329F、V79A+F332A+A331F。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112359027B (zh) * 2021-01-13 2021-04-13 凯莱英生命科学技术(天津)有限公司 细胞色素p450酶突变体及其应用
CN114807065B (zh) * 2021-06-07 2023-06-09 山西农业大学 一种酶的突变体
CN116790529A (zh) * 2023-05-24 2023-09-22 天津大学 P450 bm3蛋白突变体及其应用

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1367835A (zh) * 1999-07-27 2002-09-04 Basf公司 经修饰的细胞色素p450单加氧酶
CA2100245C (en) * 1991-01-10 2003-07-08 Charles W. Fisher Methods and compositions for the expression of biologically active eukaryotic cytochrome p450s in bacteria
WO2008098198A8 (en) * 2007-02-08 2009-10-15 The California Institute Of Technology Alkane oxidation by modified hydroxylases
CN102300995A (zh) * 2008-12-03 2011-12-28 Glo生物科技股份有限公司 使用细菌细胞色素p450制备白皮杉醇的方法和组合物
CN102399796A (zh) * 2011-11-09 2012-04-04 南京林业大学 巨大芽孢杆菌ala2细胞色素p450酶基因及其重组质粒的构建及酶的纯化方法
CN103946378A (zh) * 2011-10-11 2014-07-23 诺维信公司 葡糖淀粉酶变体和编码它们的多核苷酸
US8802401B2 (en) * 2007-06-18 2014-08-12 The California Institute Of Technology Methods and compositions for preparation of selectively protected carbohydrates
CN106574280A (zh) * 2014-05-15 2017-04-19 凯利斯塔公司 用于生物制备极长碳链化合物的方法
KR20180023734A (ko) * 2016-08-26 2018-03-07 삼성전자주식회사 박테리아 시토크롬 p450 단백질 변이체 및 그를 이용한 시료 중 플루오르화된 메탄의 농도를 감소시키는 방법
CN109082417A (zh) * 2018-07-27 2018-12-25 南京林业大学 突变修饰的巨大芽孢杆菌ala2细胞色素p450酶及其制备方法和应用
CN110730824A (zh) * 2017-06-02 2020-01-24 诺维信公司 用于乙醇生产的改善的酵母
WO2020191385A1 (en) * 2019-03-21 2020-09-24 Conagen Inc. Biosynthetic production of gamma- and delta-lactones using cytochrome p450 enzymes having subterminal hydroxylase activity

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7465567B2 (en) * 2001-04-16 2008-12-16 California Institute Of Technology Peroxide-driven cytochrome P450 oxygenase variants
WO2005017116A2 (en) * 2003-08-11 2005-02-24 California Institute Of Technology Thermostable peroxide-driven cytochrome p450 oxygenase variants and methods of use
US10358632B2 (en) * 2015-12-07 2019-07-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Bacterial cytochrome P450 protein variant and method of reducing concentration of fluorinated methane in sample using the same
CN112359027B (zh) * 2021-01-13 2021-04-13 凯莱英生命科学技术(天津)有限公司 细胞色素p450酶突变体及其应用

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2100245C (en) * 1991-01-10 2003-07-08 Charles W. Fisher Methods and compositions for the expression of biologically active eukaryotic cytochrome p450s in bacteria
CN1367835A (zh) * 1999-07-27 2002-09-04 Basf公司 经修饰的细胞色素p450单加氧酶
WO2008098198A8 (en) * 2007-02-08 2009-10-15 The California Institute Of Technology Alkane oxidation by modified hydroxylases
US8802401B2 (en) * 2007-06-18 2014-08-12 The California Institute Of Technology Methods and compositions for preparation of selectively protected carbohydrates
CN102300995A (zh) * 2008-12-03 2011-12-28 Glo生物科技股份有限公司 使用细菌细胞色素p450制备白皮杉醇的方法和组合物
CN103946378A (zh) * 2011-10-11 2014-07-23 诺维信公司 葡糖淀粉酶变体和编码它们的多核苷酸
CN102399796A (zh) * 2011-11-09 2012-04-04 南京林业大学 巨大芽孢杆菌ala2细胞色素p450酶基因及其重组质粒的构建及酶的纯化方法
CN106574280A (zh) * 2014-05-15 2017-04-19 凯利斯塔公司 用于生物制备极长碳链化合物的方法
KR20180023734A (ko) * 2016-08-26 2018-03-07 삼성전자주식회사 박테리아 시토크롬 p450 단백질 변이체 및 그를 이용한 시료 중 플루오르화된 메탄의 농도를 감소시키는 방법
CN110730824A (zh) * 2017-06-02 2020-01-24 诺维信公司 用于乙醇生产的改善的酵母
CN109082417A (zh) * 2018-07-27 2018-12-25 南京林业大学 突变修饰的巨大芽孢杆菌ala2细胞色素p450酶及其制备方法和应用
WO2020191385A1 (en) * 2019-03-21 2020-09-24 Conagen Inc. Biosynthetic production of gamma- and delta-lactones using cytochrome p450 enzymes having subterminal hydroxylase activity

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Biotransformation of β-ionone by engineered cytochrome P450 BM-3;Vlada B. Urlacher;《Appl Microbiol Biotechnol》;20061231;第2006卷(第70期);全文 *

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