Streptomyces nanshensis来源细胞色素P450酶CYP154C34的表征及生物转化

作者：高齐霖; 杨建; 李蓉; 赖刚; 许莲花^*

来源：微生物学报, 2023, 1-15.

DOI：10.13343/j.cnki.wsxb.20230450

• P450
• CYP154C34
• 南沙链霉菌
• 生物转化
• 甾体
• 雌二醇

【目的】P450酶作为一种多功能生物催化剂，可在温和条件下高区域和立体选择性地催化复杂化合物中未活化C-H键。因此P450酶在化工原料合成、环境污染物降解及药物合成等领域都具有重要作用。本文对南沙链霉菌基因组中的一个新颖的P450酶CYP154C34进行研究，通过构建异源表达和全细胞生物转化重组菌探究其功能。【方法】构建两种全细胞生物转化重组菌和异源表达重组菌，分别是含pET28a-CYP154C34-RhFRED、含pET28a-CYP154C34+pACYCDuet- Pdx/PdR和含pET28a-CYP154C34的BL21(DE3)重组菌。通过全细胞生物转化的方式筛选底物，分析催化功能及产物结构。比较两种全细胞生物转化重组菌和体外酶反应对底物的转化率。分析CYP154C34和不同底物及底物类似物的亲和力。【结果】通过底物筛选和产物鉴定共发现CYP154C34可催化包括孕酮、睾酮、雄烯二酮在内的9种甾体化合物16α位羟基化。其中雌二醇的高效16α位羟基化反应为本次首次报道。通过两种不同还原伴侣的全细胞体系及体外酶反应对底物转化率的比较，发现含有pET28a-CYP154C34-RhFRED的BL21(DE3)重组菌的转化率最高，可对孕酮、睾酮、雄烯二酮等7种底物实现超过90%的转化率。通过亲和力分析发现CYP154C34对底物化合物的亲和力比类似物高。【结论】本文成功构建了两种CYP154C34的全细胞生物转化重组菌并鉴定其功能。CYP154C34催化的底物谱宽并且具有极高的区域和立体选择性及较高的转化率，具有良好的工业应用前景。

• 单位
  医药学院; 浙江理工大学