生物催化尤其是酶促不對稱還原胺化合成手性胺，為許多高值化合物的高效綠色合成提供了有效途徑。然而，新酶發(fā)現(xiàn)仍是酶促不對稱合成過程中具有挑戰(zhàn)和限速的步驟。尋找更快、更簡捷的新酶篩選方法，引起了越來越多的關注。

中國科學院天津工業(yè)生物技術研究所研究員朱敦明、吳洽慶帶領的生物催化與綠色化工團隊，與英國曼徹斯特大學教授Nicholas J. Turner、英國Prozomix公司合作，開發(fā)出基于宏基因組的亞胺還原酶篩選與表征的工具箱。該研究基于宏基因組文庫和基因組數(shù)據(jù)庫的生物信息學分析，發(fā)現(xiàn)了300多個未知序列的新亞胺還原酶；開發(fā)了基于亞胺還原酶氧化方向的高通量顯色方法；構建了含384個亞胺還原酶的微孔板，并快速鑒定了其熱穩(wěn)定性及其對不同結構類型酮與胺的催化能力；利用動態(tài)動力學拆分過程，實現(xiàn)了N-取代β-氨基酸酯高產(chǎn)率、高立體選擇性及高非對映選擇性的不對稱合成。該研究為進一步拓展亞胺還原酶的合成應用提供新的策略和方法，也為高效構建其他酶工具箱提供新思路。

研究工作得到英國工業(yè)生物技術創(chuàng)新中心、英國生物技術和生物科學研究委員會、中國國家留學基金委、中科院青年創(chuàng)新促進會、歐洲研究理事會、歐盟第七框架計劃的支持。相關研究成果發(fā)表在Nature Chemistry上，曼徹斯特大學博士生James R. Marshall、天津工生所副研究員姚培圓共同為論文的第一作者，曼徹斯特大學教授Nicholas J. Turner為論文通訊作者。

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基于宏基因組的亞胺還原酶工具箱的開發(fā)