摘 要

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1手性胺及其合成 1

1.1.1手性胺 1

1.1.2手性胺的合成方法 1

1.2PLP及PLP酶 2

1.3转氨酶和转氨酶的种类及简介 2

1.3.1转氨酶 2

1.3.2转氨酶的种类及简介 3

1.4ω-转氨酶 3

1.4.1ω-转氨酶的简介 3

1.4.2ω-转氨酶转氨反应的机理 3

1.4.3ω－转氨酶有关于手性胺生产 4

1.5ω－转氨酶的筛选方法简单介绍 5

1.6本课题的目的、意义与研究内容 6

第二章 方法 8

2.1计算机虚拟筛选（R）型转氨酶 8

2.2MAFFT多序列比对 8

2.3序列的筛选 8

2.4使用MEGA构建系统进化树 10

2.5使用SWISS MODEL构建蛋白质模型 10

2.6模板与筛选序列的多序列比对 10

第三章 结果与讨论 11

3.1ATA-117酶序列作为模板序列 11

3.2R型ω-转氨酶的序列特征 11

3.3R型ω-转氨酶的结构特征 13

3.4数据挖掘 13

3.5系统进化树 14

3.6筛选酶的模型 16

第四章 结论与展望 20

4.1课题总结 20

4.2课题展望 20

参考文献 22

致谢 25

ω-转氨酶的基因挖掘与生物信息学分析

摘 要

手性胺和非天然的氨基酸在药物市场、农用化学品和精细化学品方面具有很大的前景，可利用ω-转氨酶生物催化方法对底物进行氨化，不对称合成手性胺，可以有效避免传统化学法的高压、高温、高能耗、高污染的缺点。现如今，我们可以利用计算机模拟筛选，高效快速获得我们需要的酶，特别是比较少见的R选择性ω-转氨酶。

本课题对ω-转氨酶基因挖掘与生物信息学分析，选定ATA-117酶序列作为模板序列，模板酶行进序列比对通过采用BLASTP进行。通过阅读文献和检索NCBI找到R型ω-转氨酶的保守位点与特征基序，建立了算法用以筛选出可能的酶序列，构建进化树做进一步分析。综合考虑因素后，选取未报导并且感兴趣的几条序列并对其构建模型。最后对论文进行总结，对论文的不足及接下来的工作进行展望。

关键词：ω-转氨酶 R-选择性ω-转氨酶 基因挖掘 生物信息

Gene mining and bioinformatics analysis of ω-transaminase

Abstract

Chiral amines and non-natural amino acids have great prospects in the pharmaceutical market, agrochemicals and fine chemicals. The ω-transaminase biocatalytic method can be used to aminate the substrate and asymmetrically synthesize chiral amines. Avoid the disadvantages of high pressure, high temperature, high energy consumption and high pollution of traditional chemical methods. Nowadays, we can use Computer simulation screening to efficiently and quickly obtain the enzymes we need, especially the rare R-selective ω-transaminase.

In the paper, ω-transaminase gene mining and bioinformatics analysis were carried out. The ATA-117 enzyme sequence was selected as the template sequence, and the template sequence was aligned by BLASTP. The conserved sites and feature motifs of R- selective ω-transaminase were found by reading the literature and searching NCBI. An algorithm was established to screen out the possible enzyme sequences, and the phylogenetic tree was constructed for further analysis. After considering the factors, select several sequences that are not reported and are of interest and build a model for them. Finally, the paper generalizes the full text, and looks forward to the shortcomings of the paper and the work that follows.

Key Words：ω-transaminase,; R-selective ω-transaminase,; gene mining ; bioinformatics analysis

文献综述

1.1手性胺及其合成

1.1.1手性胺

手性，顾名思义，就是像我们的双手一样，两者成镜像对称但又不能重叠的特性。当物体或者分子有这样的特点时，我们就说其具有手性。手性胺是合成医药产品，精细化学品和农用化学品的重要组成部分和中间体。例如，抗抑郁类药物——盐酸舍曲林（1,2,3,4-四氢-1-萘胺用来作为氨基供体）^[1]，糖尿病治疗药物——西他列汀（异丙胺作为氨基供体）^[2]，兴奋剂——安非他明（1-苯基-2-丙胺作为中间体之一）^[3]，高血压治疗药物——地来洛尔（R型4-苯基-2-丁胺用作氨基供体）^[1]，除草剂——草铵膦（2-丙胺作为氨基供体）。它也可以作为重要手性的配体进行手性拆分及催化不对称反应，如手性α-苯乙胺作为拆分剂^[4]，已经成功拆分线性二级醇^[3]、甲氧基扁桃酸^[5]、1-辛基-3-醇^[6]、α-苯乙醇^[7]等化合物。

1.1.2手性胺的合成方法

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