[發(fā)明專利]一種甲醛脫氫酶突變體及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011460232.7
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN114621935A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙宗保;王俊婷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: C12N9/02
• 分類號: C12N9/02;C12N15/53;C12P19/36;C12P7/46;C12P7/56
• 代理公司: 北京元周律知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 楊曉云

本申請公開了一種甲醛脫氫酶突變體及其應(yīng)用，所述甲醛脫氫酶突變體選自以SEQ ID NO.1所示的野生型甲醛脫氫酶為基礎(chǔ)進(jìn)行如下突變后的突變體中的任一種：第192位的A突變?yōu)镽；第236位的L突變?yōu)閂；第223位的L突變?yōu)閂；第223位的L突變?yōu)門；第218位的L突變?yōu)閂；第267位的R突變?yōu)閂；第192位的A突變?yōu)镽、第236位的L突變?yōu)閂；第192位的A突變?yōu)镽、第236位的L突變?yōu)閂、第223位的L突變?yōu)閂；第192位的A突變?yōu)镽、第236位的L突變?yōu)閂、第223位的L突變?yōu)門。所述甲醛脫氫酶突變體可以更好地利用甲醛類化合物還原NAD類似物得到還原態(tài)NAD類似物。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種甲醛脫氫酶突變體及其應(yīng)用，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)及其還原態(tài)NADH是生命過程中的重要輔酶，輔酶是一類可以將化學(xué)基團(tuán)從一個酶轉(zhuǎn)移到另一個酶上的有機(jī)小分子，對于特定酶的活性發(fā)揮是必要的，大多數(shù)反應(yīng)都需要輔因子與其他途徑產(chǎn)生聯(lián)系，輔因子幾乎參與了維持生命活動的所有代謝。為調(diào)控其靶蛋白功能，又不對其他相關(guān)蛋白產(chǎn)生干擾，因此采用特異性識別NAD類似物的突變型酶，具有相應(yīng)的催化功能從而在輔酶水平對目標(biāo)氧化還原過程進(jìn)行特異性調(diào)控，對生物催化和合成生物學(xué)研究具有重要意義(Ji DB,et al.J Am Chem S℃,2011,133,20857-20862；Wang L,et al.ACS Catal,2017,7,1977-1983)。

目前已經(jīng)報道了幾種具有良好生物相容性的NAD類似物。如，煙酰胺胞嘧啶二核苷酸(NCD)、煙酰胺胸腺嘧啶二核苷酸(NTD)、煙酰胺尿嘧啶二核苷酸(NUD)(Ji DB,et al.JAm Chem S℃,2011,133,20857-20862；Ji DB,et al.Sci China Chem,2013,56,296-300)。同時，也報道了一些可識別NAD類似物的酶，如來自糞腸球菌Enter℃℃cus faecalis的NADH氧化酶(NOX，Genbank S45681)、D-乳酸脫氫酶(DLDH，Gnebank CAA47255)V152R突變體、蘋果酸酶(ME，Genbank P26616)L310R/Q401C突變體、蘋果酸脫氫酶(MDH，GenbankCAA68326)L6R突變體。

利用NAD類似物及識別它們的酶，可以構(gòu)建更經(jīng)濟(jì)有效的生物催化體系(紀(jì)德彬等.催化學(xué)報,2012,33,530-535)。目前，已經(jīng)實現(xiàn)利用NAD類似物進(jìn)行胞內(nèi)代謝反應(yīng)的調(diào)控，通過向胞內(nèi)轉(zhuǎn)運NCD，DLDH-V152R可利用NCD將丙酮酸還原為乳酸，實現(xiàn)了特異性的生物催化調(diào)控(Wang L,et al.ACS Catal,2017,7,1977-1983)。

和使用其他氧化還原輔酶一樣，NAD類似物也必需再生循環(huán)。輔酶再生方式主要有酶法、電化學(xué)法、化學(xué)法和光化學(xué)法。其中酶法具有選擇性高、可以與合成酶兼容及高轉(zhuǎn)換數(shù)等優(yōu)點。甲醛脫氫酶可以利用甲醛，將甲醛轉(zhuǎn)化成甲酸，產(chǎn)生細(xì)胞生命活動必須的代謝物和還原力，從而實現(xiàn)一碳資源的有效利用(Müller JE,et al.Metab Eng,2015,28,190-201；Zhang W,et al.RSC Adv,2017,7,4083–4091)。