一、项目简介

本发明属于酶工程与合成生物学领域，具体涉及一种催化活性显著提升的小檗碱桥酶突变体及其在微生物细胞工厂中高效合成原小檗碱类生物碱中的应用。

小檗碱等原小檗碱类生物碱具有抗菌、抗病毒、抗糖尿病等多种药理活性，市场需求巨大。其天然获取主要依赖植物提取，但植物生长周期长、含量低，难以满足需求。在生物合成路径中，小檗碱桥酶是催化关键中间体(S)-网状黄连碱转化为(S)-斯阔任碱的限速酶，该步骤是构建四环小檗碱骨架的核心反应。然而，天然的小檗碱桥酶在异源微生物宿主中普遍存在表达量低、可溶性差、催化效率不高等问题，严重制约了微生物法高效生产这类高价值化合物的进程。

本发明的核心在于通过对天然小檗碱桥酶进行理性设计与定向进化，获得了多个关键活性位点发生突变的高效突变体。例如，突变体R354W的酶活力相较于野生型提高了132倍，突变体A421F和A421W的酶活力也分别提高了16倍和7倍。将这些高性能突变体基因导入工程大肠杆菌，并辅以辅因子供应优化及分子伴侣共表达策略，成功构建了高产工程菌株。该菌株能够实现以(S)-网状黄连碱为底物，高效合成(S)-斯阔任碱，产量达到3.19 g/L，为原小檗碱类生物碱的绿色、可持续工业化生产提供了强大的酶元件和技术方案。

二、专利摘要

本发明涉及小檗碱桥酶突变体及其应用。具体提供小檗碱桥酶或其变体，其具有SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的序列或其变体。小檗碱桥酶或其变体对底物的转化率相比对照显著提高。

三、专利状态

本技术已递交中国专利申请，申请号：202211330000.9，实质审查中；持有人项目编号：SIPPE22-30。

四、持有单位

中国科学院分子植物科学卓越创新中心。

五、合作方式

转让、许可或合作研发。

六、联系方式

张雯，wzhang@cemps.ac.cn，021-54924138。