Directed evolution of metagenome-derived epoxide hydrolase for improved enantioselectivity and enantioconvergence

环氧化物水解酶 环氧化物 对映体 化学 定向进化 对映选择合成 立体化学 饱和突变 二醇 氨基酸 对映体过量 同源建模 手性(物理) 生物化学 突变体 有机化学 催化作用 基因 微粒体 Nambu–Jona Lasinio模型 手征对称破缺 物理 量子力学 夸克
作者
Michael Kotik,Wei Zhao,Gilles Iacazio,Alain Archelas
出处
期刊:Journal of Molecular Catalysis B-enzymatic [Elsevier]
卷期号:91: 44-51 被引量:23
标识
DOI:10.1016/j.molcatb.2013.02.006
摘要

We performed a directed evolution study with a metagenome-derived epoxide hydrolase (EH), termed Kau2. Homology models of Kau2 were built; we selected one of them and used it as a guide for saturation mutagenesis experiments targeted at specific residues within the large substrate binding pocket. During the molecular evolution process, we found several enzyme variants with higher enantioselectivity or enhanced enantioconvergence toward para-Chlorostyrene oxide. Improved enantioselectivities by up to a factor of 5, reaching an E-value of up to 130 with the R-enantiomer as the residual epoxide, were achieved by replacing amino acid pairs at the positions 110 and 113, or 290 and 291, which are positions located in the vicinity of two presumed binding sites for the epoxide enantiomers. The (R)-para-Chlorophenylethane-1,2-diol product exhibited a high enantiomeric excess (ee) of 97% at 50% conversion of the racemic epoxide for the most enantioselective variant. Further, five amino acid substitutions were sufficient to substantially increase the degree of enantioconvergence and to lower the E-value to 17 for the final evolved EH variant, enabling the production of the R-diol with an ee-value of 93% at 28 °C in a complete conversion of the racemic epoxide. Higher eep-values of up to 97% were determined in enantioconvergent reactions using lower temperatures. The EH activities of whole cells were found to be within the range of 74–125% of the wild-type activity for all investigated variants. We show in this report that the metagenome-derived Kau2 EH is amenable to the redesign of its enantioselectivity and regioselectivity properties by directed evolution using a homology model as a guide. The generated enzyme variants should be useful for the production of the chiral building blocks (R)-para-Chlorostyrene oxide and (R)-para-Chlorophenylethane-1,2-diol.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zhuyj01发布了新的文献求助10
刚刚
陶醉薯片完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
冷静凌翠发布了新的文献求助10
3秒前
韩大大完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
李健应助kukude采纳,获得10
6秒前
路舟行完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
Wei发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
小朋友完成签到,获得积分10
10秒前
哈哈发布了新的文献求助20
10秒前
13秒前
默默完成签到,获得积分20
14秒前
14秒前
冷静凌翠完成签到,获得积分10
19秒前
orixero应助默默采纳,获得10
19秒前
kukude发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
丰富的寒蕾完成签到,获得积分10
21秒前
makara完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
zhuyj01完成签到,获得积分10
23秒前
小包子发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
luo完成签到,获得积分10
32秒前
yayyaya完成签到 ,获得积分10
34秒前
39秒前
余欢阙忧完成签到,获得积分10
39秒前
月不笑发布了新的文献求助10
42秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
可爱迪应助科研通管家采纳,获得20
42秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 500
少脉山油柑叶的化学成分研究 430
Revolutions 400
MUL.APIN: An Astronomical Compendium in Cuneiform 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2454623
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2126300
关于积分的说明 5415390
捐赠科研通 1854881
什么是DOI,文献DOI怎么找? 922509
版权声明 562340
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 493579