近日，生物化学教研室杨加伟教授团队发表了题为《Engineering of methionine sulfoxide reductase A with simultaneously improved stability and activity for kinetic resolution of chiral sulfoxides》的研究成果（Int. J. Biol. Macromol. 2024, 260, 129540; 论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S014181302400343X）。该论文发表于大分子领域顶刊International Journal of Biological Macromolecules（2023年影响因子：8.2，中科院1区Top期刊）。遵义医科大学为该论文独立完成单位，生物化学与分子生物学专业2020级硕士研究生张权为该论文第一作者，杨加伟教授为该论文通讯作者。

手性亚砜是一类含有亚硫酰基官能团的重要有机化合物。许多临床药物如质子泵抑制剂埃索美拉唑等均含有手性亚砜基团，手性亚砜的高效选择合成备受国内外高度重视。课题组前期研究中，首次将源自假单胞菌的甲硫氨酸亚砜还原酶A（MsrA）成功应用于手性亚砜的动力学拆分制备。但是，和大多数天然酶一样，该酶存在稳定性较差等不足。鉴于此，团队利用定向进化技术，通过随机突变结合定点饱和突变，成功获得了热稳定性提升的酶突变体，其热稳定性较野生型酶蛋白提升了10℃，具有更好的工业应用潜力。更重要的是，该突变体的催化活性也同时得到了提高，打破了酶学领域熟知的“稳定性—活性”权衡理论，具有重要的理论突破。

另一方面，由于高浓度的亚砜类底物能极大抑制生物酶的活性并影响其结构，底物浓度一直是手性亚砜生物催化合成领域的瓶颈。本研究通过同时提升MsrA酶蛋白的稳定性和活性，进一步增强了该酶的底物耐受能力，达到野生型酶蛋白的1.5-3倍。在最适的反应条件下，该酶突变体能在高达93 g/L的底物浓度下，有效催化完成底物的催化，获得理论最佳产率的手性亚砜。该底物浓度为目前领域内能达到的最高底物浓度，为其他同类研究的100倍以上，有效解决了领域内的瓶颈问题，为手性亚砜的绿色合成提供了有效策略。

 

该研究由基础医学院生物化学教研室&贵州省生物化学与分子生物学重点学科完成，并得到了贵州省生物催化与手性药物合成重点实验室的大力支持，研究成果的发表也标志学科在推动交叉研究和高水平复合型研究生培养方面取得新的进展。该研究成果得到国家自然科学基金委、贵州省科技厅等单位项目经费的资助。

（撰稿：张权；一审：余春波；二审：杨加伟；三审：韩勇）