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(3S)-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。