Epoxidhydrolasy získané z environmentální DNA: vlastnosti rozpustné a imobilizované formy enzymu

Abstract

8 Abstract Epoxide hydrolases (EHs) demonstrating high degree of enantioselectivity or enantioconvergence are useful biocatalysts for the production of optically active epoxides and vicinal diols, which can serve as chiral building blocks for syntheses of biologically active drugs. EHs can play an important role also in degradations of xenobiotics. Genes encoding EHs Kau2 and Kau8 were expressed in E. coli host strains TOP10 and RE3. Enantioselectivities and regioselectivities of Kau2 and Kau8 in supernatants of desintegrated cells were determined for four substrates: tert-butylglycidyl ether, para-chlorostyrene oxide, para-nitrostyrene oxide, α-methylstyrene oxide. The highest values of enantioselectivity and regioselectivity were achieved with Kau2 and para-nitrostyrene oxide as a substrate. The Kau2 was chosen for further experiments on the basis of these results. Kau2 was overexpressed in the recombinant strain RE3(pSEKau2). We performed two batch cultures and one fed-batch culture in stirred bioreactor. The highest volumetric activity of 4500 U/l was obtained in the case of fed-batch culture. Two phase system consisting of polyethylenglycole 6000 and sodium citrate (pH 7.7) was used for Kau2 purification from the supernatant of desintegrated cells. Purification factor 2.6 +/- 0.3 was achieved and...

7 Abstrakt Epoxidhydrolasy (EH), vykazující vysokou míru enantioselektivity nebo enantiokonvergence, jsou důležité katalyzátory pro výrobu opticky aktivních epoxidů a diolů, které mohou sloužit jako chirální stavební prvky při syntéze biologicky aktivních látek. EH mohou mít důležitou roli i při degradacích xenobiotik. Geny kódující EH Kau2 a Kau8 byly exprimovány v E. coli TOP10 a RE3. V superna- tantu desintegrovaných buněk byla stanovena enantioselektivita a regioselektivita dvojice Kau8 a Kau2 pro čtveřici substrátů: terc-butylglycidylether, para- chlorostyrenoxid, para-nitrostyrenoxid, α-methylstyrenoxid. Nejvyšších hodnot enantioselektivity a regioselektivity byla dosaženo s enzymem Kau2 a substrátem para-nitrostyrenoxidem. Na základě získaných dat byl vybrán pro další experimenty enzym Kau2. Nadprodukce Kau2 byla provedena v rekombinantním kmenu RE3(pSEKau2). Byly provedeny dvě jednorázové kultivace a jedna přítokovaná kultivace v míchaném bioreaktoru a nejvyšší objemové aktivity 4500 U/l bylo dosaženo u přítokované kultivace. Pro purifikaci enzymu Kau2 ze supernatantu desintegrovaných buněk byl použit dvoufázový vodný systém složený z polyethylenglykolu 6000 a citronanu sodného (pH 7,7). Bylo dosaženo purifikačního faktoru 2,6 +/- 0,3 a Kau2 měla specifickou aktivitu (Aspec.) 2,85 U/mg proteinu....