Hierarchical Engineering of meso-Diaminopimelate Dehydrogenase for Efficient Synthesis of Bulky d-Amino Acids

热稳定性 生物催化 催化作用 还原胺化 蛋白质工程 化学 氨基酸 产量(工程) 立体化学 组合化学 生物化学 反应机理 材料科学 冶金
作者
Yan Wei,Qiang Geng,Haiping Liu,Yuqing Wang,Guofeng Zhang,Xiao‐Long Qian,Hui‐Lei Yu,Jian‐He Xu,Zhi‐Jun Zhang
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (15): 11447-11456 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c03164
摘要

Asymmetric reductive amination of α-ketoacids by d-amino acid dehydrogenase is a straightforward and promising method for the synthesis of d-amino acids in the pharmaceutical and fine chemical industries. Since the naturally occurring d-amino acid dehydrogenases are scarce and mainly exist as membrane-bound proteins, only the engineered meso-diaminopimelate dehydrogenases (DAPDHs) can be applied for the desired reaction. However, previously reported DAPDH variants showed restricted activity toward bulky α-ketoacids, which limits their widespread applications. In this work, the activity of a DAPDH from Bacillus thermozeamaize (BtDAPDH) toward a number of α-ketoacids was improved by hierarchical engineering of the active pocket. The best variant M5 exhibits a specific activity of up to 1650 mU mg–1 toward bulky benzoylformic acid, which is 275-fold that of the wild type. Additionally, all variants preserve good thermostability of the wild type. Using M5 as a biocatalyst, three pharmaceutically relevant d-amino acids, d-phenylglycine, d-phenylalanine, and d-homophenylalanine, were prepared on a gram scale in up to 89% yield and >99% ee. These results suggest that the engineered BtDAPDH M5 is a promising biocatalyst for the asymmetric synthesis of d-amino acids. Structural analysis and molecular dynamics simulations provide insights into how the mutations in M5 improve the activity toward bulky α-ketoacids.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
caojiarong发布了新的文献求助10
1秒前
田様应助没有答案采纳,获得10
3秒前
EvanBee完成签到,获得积分10
3秒前
研友_ZGR0jn完成签到,获得积分10
3秒前
迟大猫应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
杨文成应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
lilac应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
没有答案完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
zhangyujin完成签到,获得积分10
9秒前
Jolleyhaha发布了新的文献求助10
10秒前
拉长的保温杯完成签到 ,获得积分10
15秒前
SciGPT应助舒适智宸采纳,获得30
17秒前
小马甲应助大福采纳,获得10
23秒前
爱卿5271完成签到,获得积分0
24秒前
24秒前
MA完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
26秒前
轩轩轩轩完成签到 ,获得积分10
26秒前
xujunjie发布了新的文献求助10
27秒前
汉堡包应助猪猪hero采纳,获得10
27秒前
迷人秋烟应助green采纳,获得100
29秒前
简单山水发布了新的文献求助10
30秒前
31秒前
机智的乐驹完成签到 ,获得积分10
32秒前
田様应助Enoch采纳,获得10
33秒前
33秒前
luodd完成签到 ,获得积分10
33秒前
芜6完成签到,获得积分10
34秒前
ccccchen发布了新的文献求助10
35秒前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 1000
Machine Learning Methods in Geoscience 1000
Resilience of a Nation: A History of the Military in Rwanda 888
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3737290
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3281175
关于积分的说明 10023282
捐赠科研通 2997875
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1644872
邀请新用户注册赠送积分活动 782227
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 749731