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熊胆粉作为保健食品和药品现已被运用了近千年。熊脱氧胆酸(Ursodeoxycholic acid, UDCA)是熊胆粉(需求量约为45吨/年)的首要活性成分,广泛用于脂肪性肝病、药物性肝炎、病毒性肝炎等胆汁淤积性肝病。7β-羟基甾醇脱氢酶(7β-HSDH, hydroxysteroid dehydrogenase)是双酶偶联法(图1)催化鹅脱氧胆酸(Chenodeoxycholic acid, CDCA)转化组成熊脱氧胆酸的要害瓶颈酶,其活性、稳定性以及辅酶亲和力均明显影响酶促生物转化道路的技能经济性。咱们经过基因发掘手法取得一个新酶7β-HSDHRt。但是, 迄今报导的一切7β-羟基甾醇脱氢酶大多具有活性低、稳定性差以及作业pH与7-HSDH不相容等一起缺点, 然后导致方针产品UDCA的时空产率非常有限[1]。因而,选用酶工程技能大幅度进步相关酶的催化功能是决议生物技能能否解救黑熊的要害所在。在此陈述中咱们提出了一种多方针共进化战略(MODE, multiobjective directed evolution),用于改造7β-羟基甾醇脱氢酶的催化活性、热稳定性和最适pH值[2]。经过易错PCR、DNA shuffling和定点骤变等办法,终究所得骤变体V3−1的比生机比野生酶高 5.5倍,而半衰期延伸3倍。此外,骤变体的最适pH向弱碱性移动(pH 6.5pH 7.5),然后更接近于前置酶7-HSDH所催化脱氢反响的酸碱度(pH 8.0)。运用上述共进化的骤变酶V3−1进行级联转化反响时,UDCA 的时空产率到达 942 g L−1 d−1, 明显高于天然酶的 141 g L−1 d−1。由此可见,酶催化剂的蛋白质工程改造技能在进步酶的催化组成潜能,促进生物催化工艺在绿色化工制药范畴的使用,以及在效劳生态文明建造、推进环境保护和生态平衡等方面,均将发挥强壮的威力。