7-氨基头孢烷酸脱乙酰化酶的鉴定及功能研究

发布时间：2021-01-11 13:40

　　近年来,由于抗生素的过度使用,造成了严重的环境污染,导致了严重的微生物耐药性问题,世界范围内超级细菌的出现。因此,新型抗生素的开发迫在眉睫。7-氨基头孢烷酸（7-ACA）是抗生素合成的重要原料,7-ACA在C’3位脱乙酰化生成的脱乙酰化7-ACA（D-7-ACA）,其C’3是-OH基团,易于化学修饰是β-内酰胺类抗生素合成的重要前体物质,此过程需要脱乙酰化酶的参与。通过化学法获得D-7-ACA会对环境造成二次污染,酶法由于对设备要求低、对环境不会造成二次污染等优点。是目前7-ACA脱乙酰化获得D-7-ACA的主要手段和途径。本研究中,通过生物信息学手段在类芽孢杆菌（Paenibacillus sp.XW-6-66）和腾冲脂环酸芽孢杆菌（Alicyclobacillus tengchongensis）基因组中分析到了两个酯酶基因,并将二者命名为:EstZY和AesZY。序列比对发现酯酶EstZY和AesZY均属于α/β水解酶家族,EstZY又属于乙酰木聚糖酯酶AXE1超家族,AesZY属于乙酰酯酶AES超家族。在AXE1超家族中有报导过短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）来源... 

【文章来源】：云南师范大学云南省

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

ɑ/β-水解酶折叠的示意图

第1章绪论3图1.1ɑ/β-水解酶折叠的示意图。β-折叠（1-8）显示为蓝色箭头，ɑ-螺旋（A-F）显示为红色列。Figure1.1Schematicpresentationoftheɑ/β-hydrolasefold.β-Sheets(1-8)areshownasbluearrows,ɑ-helices(A-F)asredcolumns.1.1.3酯酶的催化机制酯酶是一类催化酯键水解和合成的酶的总称,水解时催化酯键产生甘油和脂肪酸,催化三联体由氨基酸Ser-Asp/Glu-His组成的，该催化三联体类似于在丝氨酸蛋白酶中观察到的催化三联体，因此认为酯酶的催化是沿着与丝氨酸蛋白酶类似的途径进行的[17]（如图1.2）。图1.2以Ser为活性中心的水解酶的催化机制图Figure1.2Thecatalyticmechanismofserinehydrolase

第1章绪论4底物的水解分两个步骤进行：1、亲核丝氨酸残基的羟基氧原子对易受影响的酯键的活性羰基碳的攻击。形成了一个瞬态四面体中间体，其特征是易裂酯键上的羰基氧原子带负电荷，与羰基碳原子相连的四个原子排列成四面体。进攻丝氨酸的亲核性被组氨酸增强，丝氨酸羟基中的一个质子被转移到组氨酸上。随后，将质子提供给易感键的酯氧，从而将其裂解。2、脱酰化步骤，酯酶催化的酰化/去酰化遵循丝氨酸蛋白酶描述的双重置换机制[18]。这一机制由五个步骤组成（如图1.3）。首先质子从丝氨酸到组氨酸的侧链咪唑环发生质子离域，将丝氨酸转化为亲核试剂。丝氨酸立即对酯的羰基产生第一次亲核攻击，并通过氢键与氧阴离子孔的氨基酸的NH极端稳定，形成第一个四面体中间体。随后，四面体中间体通过从咪唑离子转移质子并排出醇和酰基-酶复合物而分解。第二亲核试剂的攻击产生第二四面体中间体。该四面体中间体的瓦解释放第二反应产物，随后酶的催化三联体再生[19]。图1.3酯酶催化的酰化/去酰化反应机制。脱酰化反应是在水介质中顺时针进行，而酰化反应是在有机介质中反向进行Figure1.3Acylation/deacylationmechanismcatalyzedbyesterases.Thedeacylationreactioniscarriedoutinanaqueousmediumintheclockwisedirection,whiletheacylationiscarriedoutinorganicmediuminthereversedirection


本文编号：2970868