基于酶活指纹分析的酰胺酶底物特异性与对映选择性规律研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21202150
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0111.仿生与绿色合成
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Amidases are promising synthesis tools for chiral carboxylic acids and amide derivatives. Due to the lack of deep understanding of substrate specificity and enantioselectivity law, the development, application and reconstruction of amidase are severely restricted. This project focused on the new perspective of activity fingerprint analysis, to reveal the substrate specificity and enantioselectivity laws of amidase. By establishing typical amidase library, structure library and varied substituent group library, together with enzyme activity fingerprint analysis system with high resolution, the fingerprint map of substrate specificity and enantioselectivity can be obtained. The homologous modeling and molecular docking technologies will be further applied to study the effects of key amino acid sites of amidase structure on the activity and enantioselectivity to different substrates, to accurately position the amino acid residues and functional domains that affect the amidases' substrate recognition, stereoselective recognition and the acyl intermediate state formation, which can finally reveal the molecular mechanisms of its substrate specificity and enantioselectivity. The whole research plays an important role in the field of amidases' rational selection, design and reconstruction, which is benefit to the development of enantioselective biocatalytic synthesis methods of amidase.
酰胺酶是合成手性羧酸和酰胺衍生物的重要工具酶,但由于对其底物特异性和对映选择性规律认识的匮乏,酰胺酶开发、应用和改造受到严重制约。本项目尝试从酶活指纹分析的全新视角,揭示酰胺酶的底物特异性和对映选择性规律。通过构建典型的酰胺酶酶库和结构、取代基多样的底物文库,建立高分辨率酰胺酶酶活力指纹分析体系,获得酰胺酶底物特异性和对映选择性指纹图谱。以特征指纹谱为依据,进一步运用同源模建和分子对接技术,研究各酰胺酶结构对不同底物活性和对映选择性改变的关键位点,准确定位影响酰胺酶底物识别、酰基中间态形成、立体选择性识别的氨基酸残基和结构功能域,揭示酰胺酶底物特异性和对映选择性规律。本项目研究对于实现酰胺酶的理性选择、设计和改造,发展酰胺酶对映选择性生物催化合成方法学均具有重要意义。

结项摘要

酰胺酶能够催化酰胺水解生成相应的羧酸和氨,且在羟胺存在的情况下能催化酰基转移生成相应的氧肟酸和氨。酰胺酶的作用底物谱广,立体选择性严格,可水解非天然脂肪族酰胺,芳香族及杂环类酰胺。本研究利用酰胺酶的高度保守序列,通过基因组挖掘、HiTAIL-PCR等方法,从Brevibacterium epidermidis ZJB-07021、Klebsiella pneumoniae和Delftia tsuruhatensis ZJB-05174等基因组中克隆、表达了16个酰胺酶,其中6个为首次报道的新酰胺酶,构建了新颖的酰胺酶文库。筛选了32种具有代表性的脂肪族、芳香族和杂环族酰胺化合物,其中外消旋化合物8种,构建了特征性的酰胺酶底物文库,并建立相应的实时酶活指纹分析方法。考察了腈水解酶家族和酰胺酶标签家族酰胺酶的底物特异性、催化动力学和立体选择性,对酰胺酶底物特异性和立体选择性差异产生的分子机制有了更为深入的认识和理解。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Highly regioselective and efficient production of 1-cyanocyclohexaneacetamide by rhodococcus aetherivorans ZJB1208 nitrile hydrates
食醚红球菌 ZJB1208 水合腈高区域选择性高效生产 1-氰基环己烷乙酰胺
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of Chemical Technology and Biotechnology
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Renchao Zheng;Xinjian Yin;Yuguo Zheng
  • 通讯作者:
    Yuguo Zheng
Efficient biocatalytic hydrolysis of 2-chloronicotinamide for production of 2-chloronicotinic acid by recombinant amidase
重组酰胺酶高效生物催化水解 2-氯烟酰胺生产 2-氯烟酸
  • DOI:
    10.1016/j.catcom.2013.04.004
  • 发表时间:
    2013-08
  • 期刊:
    CATALYSIS COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Xu, Jian-Miao;Zheng, Ren-Chao;Zheng, Yu-Guo;Shen, Yin-Chu
  • 通讯作者:
    Shen, Yin-Chu
Industrial production of chiral intermediate of cilastatin by nitrile hydratase and amidase catalyzed one-pot, two-step biotransformation
腈水合酶和酰胺酶催化一锅两步生物转化工业化生产西司他丁手性中间体
  • DOI:
    10.1016/j.molcatb.2014.02.005
  • 发表时间:
    2014-04
  • 期刊:
    Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhongyi Yang;Congcheng Li;Yuguo Zheng;Yinchu Shen
  • 通讯作者:
    Yinchu Shen
Industrial production of chiral intermediate of cilastatin by nitrile hydratase and amidase catalyzed one-pot, two-step biotransformation nbsp;
腈水合酶和酰胺酶催化一锅两步生物转化工业化生产西司他丁手性中间体
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨仲毅;李从撑;郑裕国;沈寅初
  • 通讯作者:
    沈寅初

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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