Gene cloning and expression of a novel (S)-specific carbonyl reductase
一种新型(S)-羰基还原酶的克隆及其功能表达

摘要：【目的】从近平滑假丝酵母 (Candida parapsilosis CCTCC M203011)基因组中钓取新型(S)-羰基还原酶基因 (scrⅡ)，对其生物转化手性醇的功能进行了验证。【方法】采用PCR的方法，从C. parapsilosis基因组中扩增出一段可能的羰基还原酶基因scrⅡ。以构建的重组菌Escherichia coli BL21/pET28a-scrⅡ为生物催化剂，2-羟基苯乙酮为底物进行催化反应，经HPLC分析，计算终产物的光学纯度和产率，确定了转化反应的最适温度和pH值。【结果】scrⅡ基因全长为840 bp，编码279个氨基酸，与已报道的(S)-羰基还原酶基因scr的一致性为85%。氨基酸序列分析表明SCRⅡ具有典型短链醇脱氢酶的功能域：辅酶结合区域Thr40-Gly41-(X)3-Gly45-X-Gly47和催化三联体结构Ser172-(X)n-Tyr187-(X)3-Lys191。在30℃，0.1 mmol/L IPTG的诱导下，(S)-羰基还原酶 (SCRⅡ) 在E. coli中过量表达。以10% (w/v)的重组菌为催化剂，高浓度（6 g/L) 2-羟基苯乙酮为底物，在最适反应温度35℃和pH5.5的条件下，转化产物(S)-苯基乙二醇的光学纯度高达99.1% e.e.，产率为89.6%。与(S)-羰基还原酶SCR相比较，底物浓度提高了一倍，产物的光学纯度和产率分别提高了10%和28%。【结论】采用分子克隆技术分离出新型羰基还原酶SCRⅡ的编码基因，该酶的发现为手性醇的高效制备奠定了坚实的研究基础。