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天津工业生物所等开发出基于宏基因组的亚胺还

2021-08-23 02:21

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  生物催化尤其是酶促不对称还原胺化合成手性胺,为许多高值化合物的高效绿色合成提供了有效途径。然而,新酶发现仍是酶促不对称合成过程中具有挑战和限速的步骤。寻找更快、更简捷的新酶筛选方法,引起了越来越多的关注。

  中国科学院天津工业生物技术研究所研究员朱敦明、吴洽庆带领的生物催化与绿色化工团队,与英国曼彻斯特大学教授Nicholas J. Turner、英国Prozomix公司合作,开发出基于宏基因组的亚胺还原酶筛选与表征的工具箱。该研究基于宏基因组文库和基因组数据库的生物信息学分析,发现了300多个未知序列的新亚胺还原酶;开发了基于亚胺还原酶氧化方向的高通量显色方法;构建了含384个亚胺还原酶的微孔板,并快速鉴定了其热稳定性及其对不同结构类型酮与胺的催化能力;利用动态动力学拆分过程,实现了N-取代β-氨基酸酯高产率、高立体选择性及高非对映选择性的不对称合成。该研究为进一步拓展亚胺还原酶的合成应用提供新的策略和方法,也为高效构建其他酶工具箱提供新思路。

  研究工作得到英国工业生物技术创新中心、英国生物技术和生物科学研究委员会、中国国家留学基金委、中科院青年创新促进会、欧洲研究理事会、欧盟第七框架计划的支持。相关研究成果发表在Nature Chemistry上,曼彻斯特大学博士生James R. Marshall、天津工生所副研究员姚培圆共同为论文的第一作者,曼彻斯特大学教授Nicholas J. Turner为论文通讯作者。

  生物催化尤其是酶促不对称还原胺化合成手性胺,为许多高值化合物的高效绿色合成提供了有效途径。然而,新酶发现仍是酶促不对称合成过程中具有挑战和限速的步骤。寻找更快、更简捷的新酶筛选方法,引起了越来越多的关注。

  中国科学院天津工业生物技术研究所研究员朱敦明、吴洽庆带领的生物催化与绿色化工团队,与英国曼彻斯特大学教授Nicholas J. Turner、英国Prozomix公司合作,开发出基于宏基因组的亚胺还原酶筛选与表征的工具箱。该研究基于宏基因组文库和基因组数据库的生物信息学分析,发现了300多个未知序列的新亚胺还原酶;开发了基于亚胺还原酶氧化方向的高通量显色方法;构建了含384个亚胺还原酶的微孔板,并快速鉴定了其热稳定性及其对不同结构类型酮与胺的催化能力;利用动态动力学拆分过程,实现了N-取代β-氨基酸酯高产率、高立体选择性及高非对映选择性的不对称合成。该研究为进一步拓展亚胺还原酶的合成应用提供新的策略和方法,也为高效构建其他酶工具箱提供新思路。

  研究工作得到英国工业生物技术创新中心、英国生物技术和生物科学研究委员会、中国国家留学基金委、中科院青年创新促进会、欧洲研究理事会、欧盟第七框架计划的支持。相关研究成果发表在Nature Chemistry上,曼彻斯特大学博士生James R. Marshall、Ag官方网站,天津工生所副研究员姚培圆共同为论文的第一作者,曼彻斯特大学教授Nicholas J. Turner为论文通讯作者。

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