图片来源：Angew.Chem. Int. Ed.

石胆酸（LCA）是肉类生产中一种丰富而廉价的废物，这种胆汁酸存在于绵羊、牛和猪等养殖动物中。目前，还没有石胆酸作为合成UDCA的起始原料的生物技术，只有少数微生物中存在LCA转化成UDCA的报道。单加氧酶CYP107D1（OleP）参与oleandomycin生物合成途径中的环氧化反应，后被发现也能识别12元大环内酯作为底物。OleP能使睾酮在6β、7β、12β和15β处羟基化，但对LCA等胆汁酸仅在6β位羟基化，形成MDCA。

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近期，格赖夫斯瓦尔德大学的Uwe T. Bornscheuer课题组利用蛋白质工程，改造OleP的区域选择性，使得OleP能催化LCA转化为UDCA。首先是将LCA作为底物与OleP蛋白结构进行底物对接，分析底物与氨基酸残基的相互作用。在对接处5–14Å的范围内选择了24个氨基酸残基，除去本身是丙氨酸和甘氨酸的残基，对其他20个氨基酸做丙氨酸扫描，获得了5个能产生UDCA的突变体F84A，V93A，L94A，S240A，和V291A。

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进一步地，利用生物信息学工具“3DM”集中位点F84，S240，和V291构建一个包含4480个突变体的小突变体文库，并筛库筛选出一个三突变体F84Q/S240A/V291D，其区域选择性可达到72.8%。此外，从结构上看，由于V291是疏水性裂隙的一部分，其突变为甘氨酸可能有利于C7羟基化。结果是，将V291突变成V291G后，三突变F84Q/S240A/V291G的区域选择性大幅度提高。

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综上，该研究成功地设计了P450单加氧酶OleP，用于LCA的区域和立体选择性7β羟基化以形成UDCA。

参考文献：Engineering Regioselectivity of a P450 Monooxygenase Enables theSynthesis of Ursodeoxycholic Acid via 7β-Hydroxylation of Lithocholic Acid

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202012675

原文作者：Sascha Grobe, Christoffel P. S. Badenhorst, Thomas Bayer, EmilHamnevik, Shuke Wu, Christoph W. Grathwol, Andreas Link, Sven Koban, HenrikeBrundiek, Beatrice Großjohann, and Uwe T. Bornscheuer*