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生物催化系列酶介绍之一 酰胺酶

  • 分类行业动态
  • 发布时间2025-03-24 13:17
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【概要描述】酰胺酶(Amidases, AMDs)又称为酰胺水解酶(Amidohydrolases)能够水解酰胺键(CO-NH)生成相应的酸和氨

生物催化系列酶介绍之一 酰胺酶

【概要描述】酰胺酶(Amidases, AMDs)又称为酰胺水解酶(Amidohydrolases)能够水解酰胺键(CO-NH)生成相应的酸和氨

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01 酰胺酶简介

酰胺酶(Amidases, AMDs)又称为酰胺水解酶(Amidohydrolases)能够水解酰胺键(CO-NH)生成相应的酸和氨

根据蛋白质结构酰胺酶可分为酰胺酶标签(Amidase Signature, AS)超家族碳-氮水解酶超家族N-端亲核酰胺水解酶超家族等38种不同的超家族目前研究较多的酰胺酶家族分别是来自碳-氮水解酶超家族的腈水解酶家族和来自酰胺酶标签超家族的酰胺酶标签家族[1,2]
腈水解酶家族中的酰胺酶通常为同源四聚体或六聚体具有αββα三明治结构其催化中心为保守的Cys -Lys- Glu催化三联体[3]
酰胺酶标签家族中的酰胺酶通常为同源二聚体或八聚体具有高度保守的GGSS结构域和一个特征性高度保守的标签序列(AS序列)其催化中心为保守的Ser-cisSer-Lys催化三联体[4]
酰胺酶的底物范围很广可以水解各种天然及人工合成的脂肪族和芳香族酰胺
实例1制备活性HIV蛋白酶抑制剂中间体[5]

实例2制备治疗糖尿病的丙酮酸脱氢酶激酶抑制剂中间体[6]

实例3制备肾脱氢二肽酶抑制剂西司他丁中间体[7]

酰胺酶作为绿色生物催化剂在生成手性羧酸及其衍生物方面具有高的区域对映和化学选择性的特点使得反应过程具有诸多优势①反应没有副产物形成；② 反应为一步酶法工艺简单；③反应条件温和

02 酰胺酶催化机理[2]

Maestracci发现来自Brevibacterium sp. R312的酰胺酶的催化机理符合“Bi-Bi Ping-Pong”机制酰胺酶率先与底物中的酰胺结合生成中间体并释放氨随后生成的中间体与底物中的水羟胺或肼分别生成产物羧酸异羟肟酸或酸酰肼最后产物被释放酰胺酶恢复成初始状态(见图1)

图1. 酰胺酶的“Bi-Bi Ping-Pong”机制[8]

不同超家族的酰胺酶的催化机理基本一致但催化过程存在部分差异腈水解酶家族酰胺酶的催化三联体为Cys -Lys- Glu质子化的Glu负责质子的传递和增强Cys的亲核性Cys负责亲核进攻底物并生成底物-酶复合物Lys负责稳定该复合物[9]而酰胺酶标签家族酰胺酶的催化三联体为Ser-cisSer-LysSer负责亲核进攻底物cisSer与Lys则构成质子传递网络酰胺酶的催化模式还会因为Lys残基侧链是否带正电分为去质子化Lys(Lys-NH2)介导的广义碱催化模式和质子化Lys(Lys-NH3+)介导的广义酸催化模式[10]

03 酰胺酶酶库和酶开发服务

304am永利集团生物从2007年来就专注于生物酶和生物催化技术以及合成生物学技术的开发与应用研究304am永利集团生物现有的酰胺酶酶库（304am永利集团生物代号ES-AMD）中包含20种不同的酰胺酶可以为客户提供酶筛选酶促反应工艺优化酶改造和生产供应服务

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