铁氧还蛋白调控P450催化活性的结构机制研究

基本信息
批准号:31800664
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:李峰伟
学科分类:
依托单位:中国科学院青岛生物能源与过程研究所
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杜磊,房博,蒋媛媛,曲泽鹏,梁伟男
关键词:
酶活性P450单加氧酶铁氧还蛋白生物合成结构解析
结项摘要

Cytochrome P450 monooxygenases (P450s) are capable of catalyzing the selective oxidation reactions under mild conditions that are highly challenging in organic synthesis, thus holding great application potential in natural product biosynthesis and drug precursor screening. Ferreoxins (Fdxs), as the required electron shuttle vectors, are one of the key factors affecting the catalytic efficiency of P450s. However, it remains unclear how a P450 enzyme and an Fdx match each other, and what are the structural basis for the molecular recognition between P450s and Fdxs. To answer these important questions, in this project, we chose to study the P450 enzyme PikC and its endogenous svFdxs from Streptomyces venezuelae in order to clarify the above mentioned mechanism. First, we plan to analyze the effects of different svFdxs on the catalytic activity of PikC in vitro. Second, we will solve the three-dimensional X-ray crystal structures of a number of svFdxs that differentially regulate the PikC activity. Based on structural and biochemical results, the structural mechanism for the regulation of P450 activity by ferredoxins will be elucidated. Furthermore, this study will provide new insights into improvement of P450 catalytic efficiency and promote its industrial applications.

细胞色素P450单加氧酶能够在温和条件下催化许多在有机合成中极具挑战性的选择性氧化反应,在天然产物生物合成及药物前体筛选中有很大的应用前景。铁氧还蛋白(ferredoxin,Fdx)作为P450活性必须的电子穿梭载体是影响P450催化效率的重要因素,但Fdx如何与P450酶选择配对?Fdx通过何种机制影响P450酶催化效率尚不清楚。为了阐明这些科学问题,本项目拟选择委内瑞拉链霉菌中的P450酶PikC及其内源性svFdx为研究对象,利用体外酶反应重构分析不同svFdx对PikC催化活性的影响;运用结构生物学方法解析对PikC活性产生差异化影响的svFdx的三维结构,通过结构分析和生化分析阐明svFdx影响PikC催化效率及产物分布的结构机制,为提高P450酶的催化效率、促进其工业应用提供新的思路和理论基础。

项目摘要

细胞色素P450单加氧酶能够在温和条件下催化许多在有机合成中极具挑战性的选择性氧化反应,在天然产物生物合成及药物前体筛选中有很大的应用前景。铁氧还蛋白(ferredoxin,Fdx)、铁氧还蛋白还原酶(Ferredoxin reductase, FdR)作为I型P450酶活性必须的电子穿梭载体是影响P450催化效率的重要因素,这些还原伴侣组合是通过何种机制影响P450酶催化效率尚不清楚。为了阐明这些科学问题,本项目以本课题组发现的Fdx1499为电子传递中间体分别与一系列不同的FdR进行组合完成了对P450sca2催化的体外酶反应重构;解析了3个不同FdR的晶体结构; 通过结构分析和生化分析阐明FdR影响电子传递和催化效率的关键机制,为提高P450酶的催化效率、促进其工业应用提供新的思路和理论基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
4

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
5

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022

李峰伟的其他基金

相似国自然基金

1

光合电子受体铁氧还蛋白调控水稻抽穗期的分子机理研究

批准号:31601284
批准年份:2016
负责人:朱丽
学科分类:C1307
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
2

水稻叶绿体铁氧还蛋白介导免疫反应的分子机理研究

批准号:31701777
批准年份:2017
负责人:王莫
学科分类:C1401
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

铁氧还蛋白在梭菌丁醇发酵过程中介导的电子传递机制研究

批准号:30970049
批准年份:2009
负责人:李福利
学科分类:C0103
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
4

玉米铁氧还蛋白V在甘蔗花叶病毒侵染过程中的功能研究

批准号:30971896
批准年份:2009
负责人:程玉琴
学科分类:C1401
资助金额:30.00
项目类别:面上项目