李爱涛教授细胞色素P450酶催化研究取得新进展
近日，湖北大学生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室李爱涛教授（第一及通讯作者），联合德国马普煤炭研究所Manfred T. Reetz教授、上海有机所周佳海研究员以及西班牙赫罗纳大学Silvia Osuna教授，在Wiley出版社旗下的催化领域顶级期刊Angewandte Chemie International Edition（IF:12.257）发表题为“Regio- and Stereoselective Steroid Hydroxylation at the C7-Position by Cytochrome P450 Monooxygenase Mutants”（《细胞色素P450酶突变体催化的甾体C7β位区域和立体选择性羟基化》）的研究性论文，其中湖北大学为第一通讯单位。
甾体类药物是目前仅次于抗生素的第二大类药物，在临床上被广泛应用于治疗心血管、淋巴性白血病、抗肿瘤、细菌性脑炎、内分泌失调等疾病。其中，通过对甾体底物惰性碳原子，进行定点羟化修饰获得的羟基化甾体，可增加药物本身的极性，与非羟化的药物相比，具有更强的生理和药理活性。然而甾体底物分子复杂，具有近20个甚至更多的潜在羟化位点，目前还没有有效的化学途径来合成羟基化甾体化合物。针对上述问题，该研究通过对细胞色素P450酶进行酶分子工程改造，获得的P450人工酶突变体可以实现一系列甾体底物的C7β的定向羟基化化，并表现出了较高的活性和区域/立体选择性。最后，通过对获得的P450酶突变体进行晶体结构解析与分子动力学模拟，成功地阐明了其高活性、高区域/立体选择性的分子催化机制。
细胞色素P450酶突变体催化不甾体底物的C7β的羟基化
细胞色素P450酶突变体的结构与催化机制解析
据悉，李爱涛教授一直从事细胞色素P450单加氧酶催化的化学品生物合成研究，目前担任省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室副主任、湖北省生物催化与酶工程技术引智示范基地负责人。自加入湖北大学生命科学学院以来，以重点实验室为通讯单位在Angewandte Chemie International Edition (IF:12.257)和ACS Catalysis（IF:12.22）等国际权威期刊上发表多篇高水平文章，并获得国家“合成生物学”重点研发计划（课题负责人）、国家自然科学基金面上项目和青年项目等项目支持。
文章链结：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202003139
陈纯琪教授顺式萜类合成酶文章登上ACS Catalysis封面
近日，湖北大学生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室陈纯琪教授(第一及通讯作者)、张丽兰博士、喻雪婧副教授、马立新教授和郭瑞庭教授共同合作，在美国化学会旗下催化领域顶级期刊ACS Catalysis（IF:12.22）发表题为“Versatile cis-isoprenyl Diphosphate Synthase Superfamily Members in Catalyzing Carbon–Carbon Bond Formation”（《顺式萜类合成酶家族催化碳-碳键合成的机理》）的综述论文，湖北大学是第一且唯一通讯单位。
该综述讨论了催化碳-碳键合成的顺式萜类合成酶家族（cis-IDSs）的结构特征和催化机理研究。碳-碳键的合成是有机化学中最重要的催化反应之一，由反式或者顺式构型碳-碳键组成的萜类 (isoprenoids)是一大类非常重要的天然化合物(目前已发现超过8万种不同的萜类化合物)，在医药、工业和生物技术等领域具有极为广泛的应用，如紫杉醇和青蒿素都属其中。催化顺式-构型的顺式萜类合成酶 (cis-isoprenyl diphosphate synthases，cis-IDSs)除了能够合成不同长度的直链萜类之外，其家族成员还被发现可以催化非直链型的碳链合成，甚至成为缺乏催化活性的辅助单元。这一群功能多变的酶以二聚体形式存在，外型就像是一只张开翅膀的蝴蝶，所以又称为“蝴蝶样折叠酶”。
图1 文章获选为2020年4月9日的 ACS Editors'Choice
图2 文章获选为ACS Catalysis封面文章(图中显示部分代表性蝴蝶样折叠酶晶体结构)
目前文章被选为“ACS Editors’ Choice” (如图1)和ACS Catalysis封面文章(如图2)，已在线刊出且免费开放。ACS Editors' Choice入选率低于1%，ACS的编辑们每年从4万多篇期刊论文中选取365篇优秀论文(每日一篇)放到ACS的首页上，相当于每天的头条报导。
据悉，陈纯琪教授一直从事工业酶分子结构的研究，自加盟省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室以来，以重点实验室为通讯单位在Nature Reviews Chemistry(IF:30.628)和ACS Catalysis（IF:12.22）等国际权威期刊上发表多篇高水平文章，并获得国家重点研发计划课题、国家自然科学基金面上项目等项目支持。
文章链结：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.0c00283
Nature Reviews Chemistry发表湖大团队成果揭示塑料降解酶的前世今生
近日，湖北大学生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室陈纯琪教授、戴隆海副教授、马立新教授与郭瑞庭教授，合作在Nature Reviews Chemistry（影响因子30.628）发表了题为“Enzymatic degradation of plant biomass and synthetic polymers”《植物生物质与合成聚合物的酶法降解》的论文（图1），湖北大学是第一且唯一通讯单位。
图1.论文首页
在地球上存在了上亿年的植物，与问世不到一百年的人造塑料之间有着什么样的关联呢？与植物相依共存的微生物演化出酶介导的系统降解生物质，为细胞生长提供能源，且完成生态系统中的碳循环。塑料的原料也来源于碳循环系统中的石油，我们是否能借助生物降解的力量使塑料进入生态循环，进而减少塑料垃圾造成的污染呢？真正意义上“吃塑料”微生物的出现又给我们带来什么启发呢？该篇论文为我们解答了这些问题，系统地阐述了各种高分子的生物降解机理，找寻其中的关联以及微生物因应人造物质出现的演化方向，为未来生物质资源的利用与塑料生物降解提供展望。该篇论文被选为当期封面文章，发表于三月份出刊的Nature Reviews Chemistry（图2）。
图2.Nature Reviews Chemistry 2020年3月份封面，图中左侧为角质酶蛋白质三维立体结构，右侧为PET水解酶结构，两个酶的结构高度相似却展现不同的底物偏好性。Image credit: Dr. Carl Conway (Springer Nature Limited)
郭瑞庭教授团队一直从事工业酶分子结构的研究，自加盟湖北大学生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室以来，以湖北大学为通讯单位在Nature Reviews Chemistry(IF:30.628)、Immunity(IF: 21.522)和Angewandte Chemie International Edition (IF: 12.102)等国际权威期刊上发表多篇高水平文章，并获得国家重点研发计划课题、国家自然科学基金面上项目、青年基金、博士后面上项目等项目支持。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41570-020-0163-6
来源 | 湖北大学 编辑 | 化学加
