天津工生所建立高效合成2脱氧D核糖全细胞催化技术

发布时间：2015-08-27 13:43 原文链接：天津工生所建立高效合成2脱氧D核糖全细胞催化技术

　　脱氧糖具有重要的生理活性，例如2-脱氧D-核糖是核苷类药物的基础原料和关键中间体，可用于制造抗病毒药物和抗肿瘤药物；如齐多夫定、拉米夫定、司达夫定，多用于治疗艾滋病、乙肝和肿瘤，有着重要的开发价值和市场前景。目前，2-脱氧D-核糖主要通过化学合成，相对收率较低、成本较高。

　　中国科学院天津工业生物技术研究所功能糖与天然活性物质研究组通过蛋白质工程技术对2-脱氧D-核糖5-磷酸醛缩酶（DERA）进行分子改造，以2、3碳小分子化合物为原料高效合成2-脱氧D-核糖。科研人员以来源于肺炎克雷伯杆菌（Klebsiella pneumonia）的DERA为出发酶，通过分子模拟和定点突变的策略，提高其针对非磷酸化小分子底物的活性和耐受性，获得的突变体其酶活性提高3.2倍，底物耐受性提高1.5倍；通过采用全细胞催化策略，产物得率提高到0.81 mol/mol，可耐受2M底物浓度；进一步优化全细胞催化反应条件，底物耐受浓度提高至3M，发酵16小时，获得287.1 g/L 2-脱氧D-核糖。通过改变受体醛的种类，该全细胞催化策略还可以合成2-脱氧L-木糖、2-脱氧L-核糖等脱氧糖，且均具有较高的转化率。该研究成果对于高效合成多种2-脱氧糖具有重要的借鉴意义。

　　该研究获得国家“863”计划项目支持，相关研究成果已经发表在Applied Microbiology and Biotechnology 期刊，天津工生所硕士研究生李季涛和博士研究生杨建刚为共同第一作者。