邻苯二酚1,2-双加氧酶突变体构建及其活性分析文献综述

 2022-01-06 08:01

全文总字数:3636字

文献综述

1 粘康酸简介 粘康酸(Muconic acid, MA),又称己二烯二酸,具有广阔应用前景的C6平台化合物。

晶体为白色棱柱形,味酸,难溶于水,是大宗化学品己二酸和对苯二甲酸的直接前体。

粘康酸具有三种异构同分异构体,分别是顺,顺-粘康酸(Cis,cis-Mmuconic acid, ccMA),顺,反-粘康酸(Cis,trans-Muconic acid),和反,反-粘康酸 (Trans,trans-Muconic acid)o顺,顺-粘康酸是具共轭双键的脂肪二元羧酸,可以作为基础原料制备功能树脂、医药及农药,尼龙等,也是优良的紫外线吸收剂,主要用于紫外线防护剂及军工特种用品如隐形飞机涂层。

粘康酸传统的化学合成方法是基于不可再生的石油原料和高纯度的重金属催化剂。

这种方法会大量消耗石油原料和污染环境,还有昂贵的分离成本。

因此,利用微生物发酵法来生产受到越来越多的研究人员的关注。

这种方法是通过廉价的生物基原料来实现可持续的、环境友好的、低成本的粘康酸工业化生产。

2 邻苯二酚 1,2-双加氧酶简介邻苯二酚(儿茶酚)是芳香族化合物多种生物裂解途径中共有的一种重要中间产物,而邻苯二酚双加氧酶是一类含铁氧化酶,是芳香族化合物裂解的过程中的关键酶,普遍存在于多种细菌特别是土壤菌株中[1]。

2.1 邻苯二酚双加氧酶分类如(图1)所示,邻苯二酚双加氧酶按照开环位置的不同,可以分为邻苯二酚1,2-双加氧酶 (Catechol 1,2-dioxygenases,C12O,二元醇双加氧酶)和邻苯二酚2,3-双加氧酶 (Catechol 2,3-dioxygenases,C23O,内外二元醇双加氧酶)[2],前者利用邻位裂解催化邻苯二酚内开环生成顺,顺-粘康酸(Cis,cis-Muconic acid,MA),而C23O利用间位裂解催化邻苯二酚外开环生成粘康酸半醛(2-Hydroxymuconic semialdehyde),目前发现的所有的邻苯二酚1,2-双加氧酶基本都是Fe3 依赖型,一些金属离子会导致邻苯二酚1,2-双加氧酶的结构中α螺旋和β折叠发生变化,并且取代Fe3 的位置,使酶的活性损失。

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