kaiyun,青岛能源所等成功解析产D(-)酒石酸的环氧化物水解酶催化机制

原题目：青岛能源所等成功解析产D(-)酒石酸的环氧化物水解酶催化机制酒石酸具有L(+)和D(-)型对映体，是良多邃密化学品和药物合成的手性前体元件。天然界中的酒石酸以L(+)型为主，而D(-)型酒石酸在天然界中较少具有，同时因为酒石酸是镜像对称的小份子量化合物，化学方式制备高对映体纯度酒石酸也比力坚苦。经由过程环氧化物水解酶等生物催化剂能够水解顺式环氧虎魄酸，高效制备高对映体纯度的酒石酸，此中发生L(+)和D(-)酒石酸的顺式环氧虎魄酸水解酶别离称为CESH[L]和CESH[D]。固然在上世纪70年月就已在天然界中发觉了CESH[L]和CESH[D]，并随后在工业化出产酒石酸中获得了利用，但因为缺少这两种酶的晶体布局，它们的立体催化机制一向还不清晰。另外，环氧化物水解酶品种繁多，已有的研究注解能够经由过程份子革新实现对分歧品种的环氧化物底物进行水解，从而能够用来制备多种手性化合物，在生物催化剂的开辟中具有主要意义。中国科学院青岛生物能源与进程研究所代谢物组学研究组研究人员在前期取得的CESH[D]高纯度表达纯化的根本上，经由过程与清华年夜学研究人员合作，成功解析了CESH[D]的高分辩晶体布局，并按照布局阐释了CESH[D]的立体催化机制，近期颁发在Chem. Commun.上。CESH[D]的布局注解，一个锌离子在底物连系中起到了要害感化，而周边残基经由过程年夜量的氢键感化使得催化残基和底物被切确固定，从而实现了高精度的立体催化，发生高对映体纯度的D(-)酒石酸。对CESH[D]的布局和催化机制的说明，同时为基在这类酶进行新型生物催化剂设想开辟供给了根本。

　　上述工作由青岛能源所研究员冯银刚、崔球和清华年夜学传授王新泉合作指点完成，青岛能源所副研究员东升为论文的第一作者，该研究获得了国度天然科学基金委项目标撑持。

　　1.Sheng Dong, Xi Liu, Gu-Zhen Cui, Qiu Cui*, Xinquan Wang*, Yingang Feng* (2018) Structural insight into the catalytic mechanism of a cis-epoxysuccinate hydrolase producing enantiomerically pure D(-)-tartaric acid. Chem. Commun. DOI：10.1039/C8CC04398A.

　　2.Gu-Zhen Cui, Shan Wang, Yifei Li, Yi-Jun Tian, Yingang Feng, Qiu Cui* (2012) High yield recombinant expression, characterization and homology modeling of two types of cis-epoxysuccinic acid hydrolases. Protein J. 31(5):432-438.

　　3.Shan Wang, Gu-Zhen Cui, Xiang-Fei Song, Yingang Feng*, Qiu Cui* (2012) Efficiency and stability enhancement of cis-epoxysuccinic acid hydrolase by fusion with a carbohydrate binding module and immobilization onto cellulose. Appl. Biochem. Biotechnol. 168(3):708-717.

　　图1 产D(-)酒石酸的顺式环氧虎魄酸水解酶CESH[kaiyunAPPD]的布局与催化机制。（A）CESH[D]的全体布局。（B）CESH[D]的活性位点布局和猜测的底物连系模式。（C）按照布局阐发揣度的催化机制。