一、 拟研究的问题：
2-脱氧-D-核糖-5-磷酸醛缩酶（2-deoxy-D-ribose 5-phosphate aldolase，DERA）是目前发现的唯一一种乙醛依赖型醛缩酶。在生物体内，DERA可逆地催化其天然底物乙醛和D-甘油醛-3-磷酸发生醛缩反应，生成2-脱氧-D-核糖-5-磷酸，参与多种微生物的DNA代谢途径。该酶属于Ⅰ类醛缩酶，反应不需要辅因子，以一个保守的赖氨酸作为活性位点。DERA具有较宽的底物谱，除乙醛外，还能够以丙醛、丙酮、氟代丙酮作供体。
DERA是已知唯一可以催化醛类物质之间的交叉羟醛缩合的醛缩酶，这使其备受关注。因为供体受体均为醛，以乙醛作供体的缩合产物同时可作为进一步缩合的受体底物，从而能在醛缩底物上引入多个手性中心，二次缩合的产物可生成稳定的半缩醛，阻止后续反应的发生。二次缩合获得的手性产物可以用于合成他汀类药物的手性侧链前体，这种生物催化工艺以廉价的、非手性的材料为起始底物，极大地降低了生产成本，并具有很好的环境友好性，具有广阔的应用前景。
本课题拟利用定点突变和体外分子（酶）定向进化等方法，针对DERA进行分子修饰，表达后筛选优化，提高其催化活性，使其适用于工业化生产。
二、 研究目标：
1、起始突变株的筛选
根据专利文献报道的基因序列，并选择合适的表达载体，人工合成DERA的表达序列并转化到表达宿主E.coli(BL21)内，实现高效重组表达。然后利用DERA的天然底物以及本课题的目标底物(CAS:65564-05-8)进行酶反应，筛选出具比活度最高的酶作为起始突变株
2、DERA的改造
利用定向进化及理性设计等方法，对DERA起始突变株进行改造。具体采用易错PCR、DNA改组以及瞬时模板随机嵌合等技术，通过改变DNA扩增条件，向目的基因中引入随机突变点或产生DNA片段重组，以达到对DERA的基因进行体外定向进化的目的。或者参考已有文献资料，在特定的位点产生饱和突变，筛选酶活特性最优的突变株。
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