偶联羟化反应和辅酶再生体系产9α-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮

作者：沙宗焱; 张显^*; 邵明龙; 杨套伟; 徐美娟; 饶志明^*

来源：基因组学与应用生物学, 2019, 38(07): 3074-3081.

DOI：10.13417/j.gab.038.003074

• 羟化反应
• 辅酶再生
• 3-甾酮9α-羟基化酶
• 葡萄糖脱氢酶

9α-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮(9-OH-AD)是一种重要的甾体药物中间体,可以用来制备β-甾酮,地塞米松和其他类固醇化合物。3-甾酮9α-羟基化酶(KSH)是由两个亚基即末端氧化亚基(KshA)和铁氧还蛋白还原亚基(KshB)构成的。在本研究中,人工合成了来源于分枝杆菌Mycobacterium sp. Strain VKM Ac-1817D的kshA和kshB基因,通过优化表达载体促进了KshA和KshB在E. coli BL21(DE3)中的可溶性表达,并探究了催化体系中KSH还原亚基和氧化亚基的最适添加比例。此外,KSH转化雄甾-4-烯-3,17-二酮(AD)为9-OH-AD的过程中需要辅酶NADH。本研究构建了羟基化反应与利用葡萄糖脱氢酶(GDH)的NADH辅酶再生反应的偶联体系。为了进一步提高转化效率,本研究进行了转化条件的优化,并采取了分批补料的策略,最终9-OH-AD产量为4.78 g/L,转化率为96.7%。此种酶介导的转化生产9-OH-AD的方法为甾体药物生产提供了一种环境友好和经济实用型的新策略。

• 单位
  工业生物技术教育部重点实验室; 生物工程学院; 江南大学