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手性胺合成的常见酶
郑高伟
手性胺
酶
2022-11-25
氨基酸脱氢酶、转氨酶、氨裂解酶、氨基变位酶、冠瘿碱脱氢酶
我们研究的这两个酶，一个是亚胺还原酶，研究历史不长，从2010年开始，日本科学家首次发现了能够催化环状亚胺不对称还原的酶催化剂。2017年，Turner首次发现了催化酮不对称胺化还原的一类特殊的亚胺还原酶。
我们构建了300余种能够催化亚胺还原和羧基还原胺化的亚胺还原酶库，发现了能够催化大位阻羧基与大位阻氨基还原胺化的新颖亚胺还原酶，通过分子改造，显著提升了亚胺还原酶的应用性能，构建了具有工业应用潜力的亚胺还原酶酶促合成过程。
我们研究另一个是氨脱氢酶，实际上它是从氨基酸脱氢酶改造过来的，原来它催化底物是酮酸形成氨基酸，我们现在通过改造之后，它催化的底部是不含羧基的酮来合成手性胺。
为什么做手性胺的研究？
郑高伟
手性胺
2022-11-25
手性胺是药物合成的重要中间体，碳氮成键是生物合成中的关键反应，很多药物和一些精细化学品中都含有手性胺的成分。有一句俗话叫“无氮不成药”。而且在美国FDA批准的化学药物中，约40%含有手性胺结构单元。
改造酶结构，提升酶性能的方法
郑高伟
酶
2022-11-25
a、定向进化。人为创造特殊的条件模拟自然进化机制在体外对基因进行随机突变，定向筛选获得具有某些优良特性的进化酶。定向进化是不需要知道蛋白质的结构，只知道它的碱基序列就行。所以它的难点就需要有高通量的筛选方法，如果没有高通量筛选方法是很困难的。
b、理性设计。在深入了解酶的结构、功能和催化机制等信息的基础上，对酶的突变位点进行精确设计，采用基因工程手段对天然酶的序列进行改造，获得具有所需性能的新酶。
c、蛋白质从头设计。特别是AlphaFold开发后，更有助于蛋白质的设计。
除此之外还有机器学习方法
酶在工业应用中存在的技术瓶颈
郑高伟
酶
2022-11-25
1、天然酶与非天然底物不适配，酶活性低甚至无活性，没办法满足工业应用的需求
2、酶与工业应用环境不匹配，酶稳定性差反应效率低
要想酶在工业中广泛应用，我们需要解决酶、底物以及环境之间的适配性问题。
如何评价酶的性能（酶性能的评价指标）
郑高伟
酶
2022-11-25
1、活性。每毫克蛋白有多少比活，一般工业上，如果要有很好的应用，需要达到100 U/mg 蛋白以上。
2、稳定性。稳定性是对活性的很好补充。稳定性通常的表示，一个是熔点温度，另外一个是它在某一温度和某一实验条件下，半衰期有多久。
3、选择性。在药物合成中我们通常指的立体选择性，当然也有一些区域选择性。立体选择性实际上是形成的两种立体对应异构体两者之间的比例。通常用一个指标ee值，叫对映体过量值，实际上是两个对应异构体含量之差比上它们的含量之和。在药物合成中一般ee值要大于 99.5%以上。
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