Nature Communications:细胞色素P450酶工程改造突破常规蛋白质诱变限制

来源：生辉 2023-04-13 10:05

细胞色素 P450 酶是自然界中用途最广泛的生物催化剂之一，它在许多天然药物或活性天然产物的生物合成过程中发挥关键作用。

自 1962 年被JBC杂志报道以来，细胞色素 P450 酶已被广泛研究，包括结构特征、催化机制、调节和生物化学的许多其他方面，它的工程化发展、新型酶特性的挖掘，为其进一步应用提供了方向。

为了设计具有所需反应性和选择性的 P450 突变体，已经开发了多种有效的诱变策略，例如 CAST、CAST/ISM 和 FRISM，并取得了巨大成功。

然而，利用 20 种蛋白质源性氨基酸产生突变体并不总是能够满足 P450 酶定点或随机突变以及蛋白质理性设计的所有需求。因此，需要新的方法来突破这种常规蛋白质诱变限制。

近日，在Nature Communications上在线发表了题为 的研究论文，研究人员通过对一种微生物天然产物生物合成 P450 酶进行非天然氨基酸介导的半理性突变，获得了具有非天然活性的突变体，并在体外通过构建人工酶级联反应，获得了多种非天然大环内酯类化合物。

（来源：Nature Communications）

山东大学微生物技术国家重点实验室博士研究生和博士后为并列第一作者，教授和教授为共同通讯作者。

研究人员以大环内酯类 苦霉素的生物合成途径为研究对象。针对途径中关键 P450 酶 PikC 的关键氨基酸位点进行了半理性非天然氨基酸突变。

▲图丨代表性的大环内酯类生物合成途径（来源：Nature Communications）