张 权，江 旭，赵宇艳，杨加伟

    (1.遵义医科大学 生物化学教研室，贵州 遵义 563099; 2.遵义医科大学 贵州省普通高等学校脑科学特色重点实验室,贵州 遵义 563099)

    甲硫氨酸亚砜还原酶(Msr)作为生物催化剂在制备单一构型的手性亚砜及药物方面的应用正经历快速的发展。它是催化游离或多肽链中的甲硫氨酸亚砜(Met-O)还原为甲硫氨酸(Met)的一类酶[1-3]。这一家族的酶可以修复由活性氧引起的甲硫氨酸残基氧化成甲硫氨酸亚砜造成的蛋白质损伤，在保护细胞免受氧化损伤中起着重要作用。Met-O中的硫是手性中心，Met在体内被活性氧(ROS)氧化成Met-O，生成Met-O的两个同分异构体，称为Met-R-(O)和Met-S-(O)[4]。目前报道的Msr[5-6]可分为MsrA、MsrB、fSMsr和fRMsr等，MsrA的研究较为普遍，MsrB基因存在于原核生物和真核生物的基因组中，但与MsrA没有序列相似性。MsrA和MsrB在降低Met-O方面表现出相反的立体选择性。在硫氧还蛋白(Trx)及硫氧还蛋白还原酶(TrxR)等辅酶的存在下，MsrB和fRMsrB催化消旋体亚砜中的(R)构型Met-O还原成Met，催化活性较低；而MsrA和fSMsrA则催化消旋体亚砜中(S)构型Met-O还原成Met，催化活性较高。此外，Msr可以借助二硫苏糖醇(DTT)[7]立体特异性地将消旋体亚砜还原为相应的异构体[8-9]。

    手性亚砜是一类含有亚硫酰基(>S=O)官能团的重要有机化合物[3]，是很多药物如抗高血压药物钾离子通道激活剂Aprikalim、治疗和缓解十二指肠溃疡的质子泵抑制剂埃索美拉唑、血小板粘附抑制剂OPC-29030、治疗嗜睡症及抗抑郁的阿莫达非尼等的关键组成部分[10-11]。生物催化领域的下一个突破是开发定向进化方法，利用生物酶选择性地催化合成单一构型的手性化合物是目前的研究热点，但能同时满足两种或两种以上的催化条件的生物酶依然十分匮乏[12-13]。本研究在前期工作中，从1株假单胞菌中筛选出了1个MsrA基因并命名为pmMsrA[13- 14]。利用MsrA重组蛋白为催化剂，在底物浓度高达200 mmol的情况下，实现(R)-亚砜的不对称拆分合成[15]；进一步研究中，课题组[16]发现了1种MsrA的同系物paMsrA，利用重组的paMsrA蛋白催化外消旋亚砜的不对称还原拆分，以约50%的产率和99%的对映体过量制备了(R)构型的手性亚砜，更重要的是，在底物初始浓度高达320 mmol(约45 g/ L)的条件下 ......