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学科主题物理化学
生物正交氧化还原体系的构建
纪德彬
2012-02-20
导师赵宗保
专业有机化学
授予单位中国科学院研究生院
学位博士
英文摘要烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)是生命过程中通用的氧化还原辅酶和重要的小分子。创 制人工辅酶,实现对目标氧化还原过程的选择性调控,对系统生物学和合成生物学研究具 有重要意义。本论文以NAD+依赖型苹果酸酶(ME)为模型,研究构建可特异性利用NAD+ 类似物为辅酶催化L-苹果酸氧化脱羧反应的新体系,并验证了该体系的通用性。 设计并合成了11 个焦磷酸型NAD+类似物。以ME 为模型,在结构生物学指导下构建 了5 个双位点饱和突变文库。利用NAD+类似物和突变文库进行交叉筛选,获得15 个特异 性识别烟酰胺5-氟胞嘧啶二核苷酸(NFCD+)的突变酶。其中,ME L310R/Q401C 对NFCD+ 的kcat/Km 是96.7mM1s1,与野生型ME 对NAD+的kcat/Km 值214.8mM1s1 接近,说明该 生物正交体系具有与天然体系相当的催化效率。 获得了不同NAD+类似物与ME 突变酶的功能配对,并将ME 突变规律移植到乳酸脱 氢酶和苹果酸脱氢酶,在保守位点进行定点突变,均获得了相应的NFCD+偏好性突变酶, 说明构建的生物正交氧化还原体系可以推广到其他氧化还原酶。 利用双酶偶联法实现了NFCD+的循环再生,并发现仅供给人工辅酶NFCD+时,含ME L310R/Q401C 的细胞裂解液转化L-苹果酸只得到丙酮酸,无副产物乳酸,表明生物正交 催化体系具有特定的实际应用潜力。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116578
专题中国科学院大连化学物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
纪德彬. 生物正交氧化还原体系的构建[D]. 中国科学院研究生院,2012.
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