通过半理性设计提升腈水合酶对乙腈的催化性能

印猛; 程中一; 周哲敏

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通过半理性设计提升腈水合酶对乙腈的催化性能

首发时间：2023-02-22

印猛 ¹
改造出生于1998年2月6日，性别男，硕士导师周哲敏，主要研究方向为工业用腈水合酶的催化性能改造
程中一 ¹ 周哲敏 ¹
男，于江南大学生物工程学院担任博士生导师，主要研究方向为腈水合酶的催化性能改造

1、江南大学生物工程学院，无锡，江苏，214122

摘要：乙酰胺在工业上可被用作增塑剂，也是有机合成的重要原料，可由乙腈的水合生成。腈水合酶（Nitrile hydratase,NHase,EC 4.2.1.84）是一种可以催化腈类化合物生成酰胺类化合物的金属酶，工业上已被用于丙烯酰胺的生物合成。利用NHase催化乙腈合成乙酰胺相较于传统化学法，具备反应条件温和，反应专一性高等优势。然而，乙腈作为小体积腈类底物，常规腈水合酶对其催化效率较低。来自于玫瑰色红球菌（Rhodococcus rhodochrous J1）的高分子量腈水合酶（H-NHase）对乙腈具有一定的催化活性，且该酶具有较高的热稳定性。本文以H-NHase作为研究对象，对H-NHase进行半理性改造，结合定点饱和突变方法，获得到了最优底物结合口袋突变体αQ83E,其催化乙腈的比酶活力为1645U/mg，为野生型的1.77倍，具备一定的应用潜力。

关键词：腈水合酶乙酰胺半理性设计酶活力

For information in English, please click here

The catalytic performance of nitrile hydratase For acetonitrile was improved based on semi-rational design

YIN MENG ¹
改造出生于1998年2月6日，性别男，硕士导师周哲敏，主要研究方向为工业用腈水合酶的催化性能改造
Cheng Zhong Yi ¹ Zhou Zhe Min ¹
男，于江南大学生物工程学院担任博士生导师，主要研究方向为腈水合酶的催化性能改造

1、School of Biological Engineering,Jiangnan University,Wu Xi,Jiang Su,214122

Abstract：Acetamide, which can be used as plasticizer in industry, is an important raw material for organic synthesis and can be produced by hydration of acetonitrile.Nitrile hydratase (NHase, EC 4.2.1.84) is a metalloenzyme that catalyzes the formation of amine from Nitrile compounds and has been used in acrylamide biosynthesis.Compared with the traditional chemical method, the synthesis of acetamide by NHase has the advantages of mild reaction conditions and high specificity. However, conventional nitrile hydratase has a low catalytic efficiency for acetonitrile as a small-volume nitrile substrate.The high molecular weight nitrile hydrase (H-NHase) from Rhodococcus rhodochrous J1 has been found to have certain catalytic activity on acetonitrile and has high thermal stability. In this paper, the optimal substrate-binding pocket mutant αQ83E was obtained by semi-rational modification of H-NHase and site-directed saturation mutagenesis, it is 1.77 times of the wild type, and has a certain application potential.

Keywords： Nitrile hydratase Acetamide Semi-rational design Enzyme activity

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印猛，程中一，周哲敏. 通过半理性设计提升腈水合酶对乙腈的催化性能[EB/OL]. 北京：中国科技论文在线 [2023-02-22]. https://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/202302-141.

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论文编号	202302-141
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