发明内容
本发明旨在克服上述缺点,提供一种高催化活性的单加氧酶复合体,以及该单加氧酶复合体在手性亚砜生物催化合成中的应用。
为了达到上述目的,本发明提供如下基础技术方案:单加氧酶复合体pmTod,包含4个亚基,命名为:pmTodA,pmTodB,pmTodC,pmTodD;其氨基酸残基序列如SEQ ID No.1所示。
pmTod是该单加氧酶复合体的英文解释。
本发明所涉及的单加氧酶复合体(pmTod)是从实验室保存的菌种中分离获得,获得的方法为本领域常规方法;较佳地为从重组表达pmTod的基因工程菌中分离获得或者人工合成获得。
以下是对基础技术方案的优化:
优化方案一:所述单加氧酶复合体为具有催化硫醚底物生成(R)-亚砜的蛋白质。
优化方案二:包含上述基础方案或者优化方案一的单加氧酶复合体的蛋白质编码基因。
优化方案三,基于优化方案二:所述蛋白质编码基因的核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。
本发明所述的单加氧酶复合体pmTod基因是从本实验室保存的菌种中克隆获得,获得的方法为本领域常规;较佳地为提取菌株基因组DNA,通过PCR扩增获得,或者根据SEQID No.2所示核苷酸序列人工合成获得。
优化方案四,包含优化方案二的蛋白质编码基因的重组表达载体。
优化方案五,包含优化方案三的蛋白质编码基因的重组表达载体。
本发明所述重组表达载体由通过本领域常规方法将所述pmTod基因连接于各种骨架载体上构建而成;较佳地,可通过下述方法制得:将通过PCR所得的pmTodA和pmTodB基因和骨架载体pET-Dute-1连接形成重组载体pETDute1-pmTodA-B,将通过PCR所得的pmTodC和pmTodD基因和骨架载体pRSF-Dute-1连接形成重组载体pRSFDute1-pmTodC-D。
优化方案六,包含优化方案四或优化方案五中所述重组载体的基因工程菌。
本发明所述基因工程菌由通过本领域常规方法将所述重组表达载体转化至宿主微生物中制得;所述宿主微生物可为本领域常规的各种宿主微生物,只要能满足所述重组表达载体可稳定地自行复制,且所携带的亚砜还原酶基因可被有效表达即可;较佳地,可通过下述方法制得:将重组载体pETDute1-pmTodA-B与pRSFDute1-pmTodC-D转化至大肠杆菌BL21(DE3)中。
本发明还提供了基础方案所述的单加氧酶复合体在手性亚砜制备中的应用,表达如权利要求1所述单加氧酶复合体,将其悬浮于反应缓冲液中,加入硫醚底物,放入摇床反应后,再加入乙酸乙酯萃取并收集有机相,通过柱层析分离获得(R)构型的手性亚砜。
优化方案七,基于上述单加氧酶复合体在手性亚砜制备中的应用,其特征在于:所述缓冲液为50mM浓度、pH 6~9的磷酸钠缓冲液;所述的摇床转速为200-250rpm/min;反应温度为25~35℃;反应时间为12~24小时;所述的硫醚底物浓度为2~8mM。
优化方案八,所述单加氧酶复合体可以为纯化后的重组酶蛋白,含重组酶蛋白的粗酶液和含重组酶蛋白的基因工程菌休止细胞、基因工程菌生长期细胞、基因工程菌固定化细胞中的一种。
本发明的积极进步效果在于:利用所述的单加氧酶复合体能制备高光学纯度的(R)构型亚砜。相对于其它现有的制备方法,使用所述制备方法反应速率高,耗时短;所述制备方法可在常温、常压及水相环境中进行,反应条件温和,且所述制备方法不需使用强氧化剂或有毒试剂,因此具有较高的催化活性,对环境友好,操作简便。
含重组单加氧酶复合体的基因工程菌催化消旋体亚砜底物制备手性亚砜的反应过程为:
实施例4:利用含重组亚砜还原酶的基因工程菌制备(R)构型手性苯甲亚砜,包括以下步骤:
1)基因工程菌的培养:挑取构建好的基因工程菌单菌落于2mL LB培养基,于37℃摇床180rpm的转速下培养12h后,转入含有50mL LB培养基的250mL的大摇瓶,培养至OD600=0.6时加入终浓度为0.2μM的IPTG,继续培养14h后,于5000rpm的条件下离心去除上清液,获得菌株的湿细胞备用;
2)生物转化:将所培养菌株的湿细胞,以30g/L的细胞浓度悬浮于5mL、pH为7.5的PBS缓冲液中,将底物苯甲硫醚2.5mg加入上述5mL反应体系中,放入摇床于30℃,250rpm条件下反应16h后,加入乙酸乙酯萃取,收集15瓶萃取后的有机相,用无水硫酸钠干燥,离心去除硫酸钠并过滤。加压蒸去溶剂,柱层析分离,获得(R)-苯甲亚砜。产物做手性HPLC分析,(R)-苯甲亚砜28%产率,99%ee。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,任何未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
<110> 遵义医学院
<120> 一种单加氧酶复合体及其在手性亚砜合成中的应用
<130> 2018
<160> 1
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 455
<212> PRT
<213> 人工序列
<400> 1
Met Asn Gln Thr Asp Thr Ser Pro Ile Arg Leu Arg Arg Ser Trp Asn
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Thr Ser Glu Ile Glu Ala Leu Phe Asp Glu His Ala Pro Cys Ile Asp
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Val Phe Ala Arg Ser Trp Leu Leu Leu Gly His Glu Thr Pro Arg Arg
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Lys Pro Gly Asp Tyr Ile Thr Thr Tyr Met Gly Glu Asp Pro Val Val
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Val Val Arg Gln Lys Asp Ala Ser Ile Ala Val Phe Leu Asn Gln Cys
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Arg His Arg Gly Met Arg Ile Cys Arg Ala Asp Ala Gly Asn Ala Lys
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Ala Phe Thr Cys Ser Tyr His Gly Trp Ala Tyr Asp Thr Ala Gly Asn
115 120 125
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Lys Glu Trp Ser Pro Leu Lys Ala Arg Val Glu Thr Tyr Lys Gly Leu
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Ile Phe Ala Asn Trp Asp Glu Asn Ala Val Asp Leu Asp Thr Tyr Leu
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