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计算机驱动的甘蓝蚜黑芥子酶进化，用于高效生产 (R)-萝卜硫素
Journal of Agricultural and Food Chemistry ( IF 5.7 ) Pub Date : 2024-05-29 , DOI: 10.1021/acs.jafc.4c02064 Ruobin Sun 1 , Heou Huang 1 , Ziyue Wang 1 , Pengcheng Chen 1 , Dan Wu 1 , Pu Zheng 1
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黑芥子酶 (Myr) 催化硫代葡萄糖苷的水解，产生具有生物活性的代谢物。在这项研究中，从西兰花种子中提取的萝卜硫素（GRA）被 Myr 获得的卷心菜蚜虫（ Brevicoryne bassicae ）（ Bb Myr）有效水解，产生（R）-萝卜硫素（SFN）。编码Bb Myr 的基因在大肠杆菌中成功异源表达，产生了 1.6 g/L (R)-SFN，利用重组大肠杆菌全细胞催化实现了 20.8 mg/g西兰花种子的惊人产量在最佳条件下（pH 4.5，45 °C）。随后， Bb Myr 进行了组合模拟驱动的诱变，产生了突变体 DE9 (N321D/Y426S)，与原始酶相比，催化效率 ( k cat / K M ) 显着提高了 2.91 倍。分子动力学模拟表明，突变体DE9的loopA中的N321D突变通过诱导氢键的有利改变增强了loopA的稳定性，而loopB中的Y426S突变降低了空间阻力。该研究为环境可持续的酶法（R）-SFN合成奠定了基础。
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