丁俊辉,袁 林,喻 晨,侯亚利,杨忠华,全 灿

(1.武汉科技大学 化学与化工学院,湖北 武汉 430081;2.安琪酵母股份有限公司,湖北 宜昌 443000;3.中国计量科学研究院 化学计量与分析科学研究所,北京 100013)

对卤醇脱卤酶的机制及其应用已经有相关报道,但对卤醇脱卤酶特别是新发现的卤醇脱卤酶还未见详细的归纳与综述。此外,对卤醇脱卤酶的分子改造及固定化等方面的研究进展还未见相关报道。笔者在对新发现的卤醇脱卤酶归纳总结的基础上,对卤醇脱卤酶的分子改造和固定化进行总结,为卤醇脱卤酶的研究提供新的研究资讯。

1 卤醇脱卤酶的主要来源及亚型

Castro等[6]首次在以2,3-二溴丙醇为唯一碳源的黄杆菌(Flavobacteriumsp.)中发现并分离出卤醇脱卤酶,之后从多种微生物中分离得到大量的卤醇脱卤酶。主要的卤醇脱卤酶的来源及亚型见表1。

表1 卤醇脱卤酶的产酶微生物及亚型

2014年以前,通常根据其序列同源性将卤醇脱卤酶分为A,B和C 3种亚型,它们之间的氨基酸序列同源性为20%～30%[7]。这3种亚型卤醇脱卤酶的底物范围具有如下特性:A和B亚型卤醇脱卤酶对较长链的邻卤醇(C5,C6)具有较高的催化活性,而C亚型卤醇脱卤酶则适用于催化短链邻卤醇(C2,C3)。此外,C亚型卤醇脱卤酶对脂肪族及芳香族均具有较高的立体选择性,而A和B仅有较低的手性选择性。因此人们对C亚型卤醇脱卤酶的研究更为深入,包括其稳定性、催化机理、动力学反应机制、三级结构及生物催化特性等。

2016年,Koopmeiners等[21]和Anett等[22]利用基因挖掘技术以HHDHs亲核结合口袋结构(T-X4-F/Y-X-G)和第2个催化三联体结构(SX12YX3R)的两个序列挖掘到37种新型卤醇脱卤酶,并对其中17种酶的酶活及立体选择性进行了研究。……