近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所植物病害生物防治創(chuàng)新團(tuán)隊與國內(nèi)外科研單位合作，解析了微生物代謝途徑中Baeyer-Villiger單加氧酶發(fā)揮作用的新機(jī)制，相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在《美國化學(xué)會 催化（ACS catalysis）》上。
Baeyer-Villiger單加氧酶廣泛參與微生物代謝產(chǎn)物的合成與降解過程，通過酶定向改造獲得性能優(yōu)良的突變體，改變微生物代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，從而提升其活性，這是目前創(chuàng)制微生物代謝產(chǎn)物農(nóng)藥的重要技術(shù)手段之一。然而，Baeyer-Villiger單加氧酶影響代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的作用機(jī)制尚不清楚，影響了由該類酶參與的生物農(nóng)藥的開發(fā)。
該研究選取了一個前期報道的Baeyer-Villiger單加氧酶突變體作為研究對象，系統(tǒng)分析了不同突變位點(diǎn)之間的相互作用，并構(gòu)建不同突變位點(diǎn)組合的進(jìn)化路徑。在此基礎(chǔ)上，采用量子化學(xué)計算模擬的方法成功解析了Baeyer-Villiger單加氧酶影響代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的作用機(jī)制：酶活性中心空間結(jié)構(gòu)的改變會影響關(guān)鍵過渡態(tài)中間體的立體構(gòu)型，從而產(chǎn)生不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。該成果為Baeyer-Villiger單加氧酶的進(jìn)一步改進(jìn)和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，為推動其在微生物代謝產(chǎn)物農(nóng)藥中的應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)。
相關(guān)研究得到國家自然科學(xué)基金和中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。
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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c00415
