图片来源：ACS Catal.
研究首先对纯化的GM进行了表征，结果显示在37℃时，催化L-glutamate转化为3-甲基天冬氨酸的比活力为7.5u/mg。同时，选择了一种对L-天冬氨酸具有高β-脱羧活性的Asd（ArAsd）作为第二种酶。然而，由于底物的特异性，WT-ArAsd对3-甲基天冬氨酸的活性较低。为了提高活性，研究团队对ArAsd进行了分子改造，通过改变结构上的通道口大小，成功提高了3-甲基天冬氨酸的β-脱羧活性。
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为了进一步提高ArAsd对3-甲基天冬氨酸的活性，研究团队考虑对催化口袋进行进化。通过对PLP 5A范围内的残基进行丙氨酸扫描诱变，发现双突变K18A/V287I的酶活最高。
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最终，研究团队通过GM和K18A/V287I的偶联反应，成功构建了合成L-2-氨基丁酸的级联反应。在pH 6.6和37℃下，经过4小时的反应，L-谷氨酸的转化率达到90%，L-2-氨基丁酸的含量为4.45mM，转化率高达98.9%。
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这项研究为生物合成制备L-2-氨基丁酸提供了一种新的方法，具有环境友好、高转化率等优点。
参考文献：Enzymatic Biosynthesis of L?2-Aminobutyric Acid by Glutamate Mutase Coupled with L?Aspartate-β-decarboxylase Using L?Glutamate as the Sole Substrate
ACS Catal.
DOI：10.1021/acscatal.0c04141
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