木栓酮合酶TwOSC1的产物异构化研究

来源于雷公藤的木栓酮合酶TwOSC1 能够催化(3 S)-2,3-氧化鲨烯生成木栓酮、α-香树脂醇和β-香树脂醇,三者比例为 3:1:1.将 TwOSC1 引入酿酒酵母能够合成木栓酮,但产量较低,无法达到工业化生产的需求,TwOSC1 催化活性低,产物专一性差是影响其产量的主要瓶颈.通过理性和半理性设计分析TwOSC1 的关键氨基酸残基位点,利用蛋白质工程对关键氨基酸残基(N11、G280、I259、I548、M552)进行改造.研究结果表明,突变体 N11I、N11A、N11W、N11R、N11F、I548W、I548L 的木栓酮产量降低;突变体 G280H、G280P、G280S、M552S的木栓酮产量提高,且 TwOSC1G280H 催化活性最好,是野生型 TwOSC1 产量的 1.27 倍;突变体I259A、I259E、I259K、I259M、I259R无催化活性,但突变体 TwOSC1I259E 合成α-香树脂醇的专一性较高,是野生型TwOSC1 产量的 5 倍.研究初步探索了 5 个关键氨基酸残基位点对 TwOSC1 催化活性及产物专一性的影响,为后续深入探究 TwOSC1 关键氨基酸位点提供了有价值的参考.