辛伐他汀是最重要的降血脂药物之一，全球销售额高达 200 亿元，其全生物合成工艺的开发是国内外制药界关注和攻关的热点。现阶段辛伐他汀生产工艺是“生物-化工”耦合过程，其中碱水解洛伐他汀制备辛伐他汀合成前体 Monacolin J 工艺过程繁琐、三废排放严重，是制约辛伐他汀绿色全生物合成的关键瓶颈。使用特异且高效的洛伐他汀水解酶进行酶促合成是绿色生产 Monacolin J 的理想替代方法之一。
微生物制造工程中心首次鉴定了一个高效、特异的洛伐他汀侧链水解酶 PcEST，高效催化洛伐他汀水解为 Monacolin J 的同时，却不水解辛伐他汀，其洛伐他汀水解活性是现有国外专利报道酶的 232 倍，序列相似性却仅有 16.8%。该酶的鉴定为辛伐他汀的酶法绿色合成奠定了重要基础。在此重要发现基础上，研究组进一步解析了 PcEST 催化水解反应不同阶段 4 个高分辨率晶体结构，结合质谱分析、ITC 等多种生化分析，从原子层面剖析了该酶高效特异水解的分子机制以及结构-功能关系，为 PcEST 的工业性能改进和其它高效特异洛伐他汀水解的筛选提供了结构基础和理论指导。基于结构指导，借助理性设计和定向进化改造策略，成功获得了高可溶表达、高热稳定性、高活性的优势突变酶，并进一步与酰基转移酶 LovD9 耦联，构建了洛伐他汀直接一步生产辛伐他汀的高效全细胞催化工艺，并完成了企业技术转让。
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Liang Yajing; Lu Xuefeng*; Structural insights into the catalytic mechanism of lovastatin hydrolase, Journal of Biological Chemistry, 2020, 295(4):1047-1055.
Liang Bo; Huang Xuenian; Teng Yun; Liang Yajing; Yang Yong, Zheng Linghui; Lu Xuefeng*; Enhanced single-step bioproduction of the simvastatin precursor Monacolin J in an industrial strain of Aspergillus terreus by employing the evolved lovastatin hydrolase, Biotechnology Journal, 2018, 13(6):e180009
Huang Xuenian; Liang Yajing; Yang Yong; Lu Xuefeng*; Single-step production of the simvastatin precursor monacolin J by engineering of an industrial strain of Aspergillus terreus, Metabolic Engineering, 2017, 42:109-114.
相关专利：
发明专利 ZL201810112817.6 合成辛伐他汀的重组菌株、方法以及相关酶。
发明专利 ZL201810114102.4 一种2-甲基丁酸侧链水解酶及其表达菌株和应用。
