单点突变单萜合酶

一氨基酸取代改特异性

在HCinS骨架上仅替换一个氨基酸，高效产出(R)-α-松油醇、(R)-柠檬烯或月桂烯，特异性超越天然同工酶。

Su, Liqiu · Liu, Pi · 刘卫东 · Qi, Liu · Jian, Gao · Zhao, Quanlu · 贾开志 · 盛翔 · 马红武 · 王钦宏 · Dai, Zongjie

ACS Catalysis 2024

参数信息

催化效率保持率

55 %

技术优势

一个突变就切换产物

基于QM/MM解析的级联反应机理，设计出三个单位点突变，分别将产物从1,8-桉叶素变为(R)-α-松油醇、(R)-柠檬烯和月桂烯，且保持天然酶55%以上的效率。

超越天然同工酶

设计变体在催化容量上超过天然进化出的同工酶，并在酵母中实现对应萜烯的最高微生物滴度。

策略可移植到其他酶

在其他四个不同单萜合酶的等效氨基酸位点引入相同突变，同样实现了预期的产物特异性转变。

应用场景

• 萜类生物合成：以少量单位点突变扩充单萜合酶产物谱，定向获得高纯度萜烯。
• 立体选择性合成：精确控制产物立体构型，如高选择性生产(R)-α-松油醇和(R)-柠檬烯。
• 定向进化：计算设计替代随机突变，以单点突变实现定向进化难以达成的特异性切换。
• 微生物细胞工厂：直接改造酵母工业菌株，实现目标萜烯的最高微生物滴度。