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近日，湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、省部共建生物催化與酶工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李愛濤教授（第一及通訊作者），聯(lián)合德國(guó)馬普煤炭研究所Manfred T. Reetz教授、上海有機(jī)所周佳海研究員以及西班牙赫羅納大學(xué)Silvia Osuna教授，在Wiley出版社旗下的催化領(lǐng)域頂級(jí)期刊Angewandte Chemie International Edition（IF:12.257）發(fā)表題為“Regio- and Stereoselective Steroid Hydroxylation at the C7-Position by Cytochrome P450 Monooxygenase Mutants”（《細(xì)胞色素P450酶突變體催化的甾體C7β位區(qū)域和立體選擇性羥基化》）的研究性論文，其中湖北大學(xué)為第一通訊單位。

甾體類藥物是目前僅次于抗生素的第二大類藥物，在臨床上被廣泛應(yīng)用于治療心血管、淋巴性白血病、抗腫瘤、細(xì)菌性腦炎、內(nèi)分泌失調(diào)等疾病。其中，通過對(duì)甾體底物惰性碳原子，進(jìn)行定點(diǎn)羥化修飾獲得的羥基化甾體，可增加藥物本身的極性，與非羥化的藥物相比，具有更強(qiáng)的生理和藥理活性。然而甾體底物分子復(fù)雜，具有近20個(gè)甚至更多的潛在羥化位點(diǎn)，目前還沒有有效的化學(xué)途徑來合成羥基化甾體化合物。針對(duì)上述問題，該研究通過對(duì)細(xì)胞色素P450酶進(jìn)行酶分子工程改造，獲得的P450人工酶突變體可以實(shí)現(xiàn)一系列甾體底物的C7β的定向羥基化化，并表現(xiàn)出了較高的活性和區(qū)域/立體選擇性。最后，通過對(duì)獲得的P450酶突變體進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)解析與分子動(dòng)力學(xué)模擬，成功地闡明了其高活性、高區(qū)域/立體選擇性的分子催化機(jī)制。

細(xì)胞色素P450酶突變體催化不甾體底物的C7β的羥基化

細(xì)胞色素P450酶突變體的結(jié)構(gòu)與催化機(jī)制解析

據(jù)悉，李愛濤教授一直從事細(xì)胞色素P450單加氧酶催化的化學(xué)品生物合成研究，目前擔(dān)任省部共建生物催化與酶工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、湖北省生物催化與酶工程技術(shù)引智示范基地負(fù)責(zé)人。自加入湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院以來，以重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為通訊單位在Angewandte Chemie International Edition (IF:12.257)和ACS Catalysis（IF:12.22）等國(guó)際權(quán)威期刊上發(fā)表多篇高水平文章，并獲得國(guó)家“合成生物學(xué)”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（課題負(fù)責(zé)人）、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和青年項(xiàng)目等項(xiàng)目支持。

文章鏈結(jié)：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202003139