扩展青霉（Penicillium expansum）TS414脂肪酶对于布洛芬等手性药物具有较好的选择性。本项目拟通过semi-rational design、epPCR、DNA Shuffling等方法构建扩展青霉脂肪酶的突变体库；然后，利用96孔板(手性酯)法及手性高效液相色谱法高通量地筛选具有明显不同选择性的突变体，以期得到选择性更为理想的脂肪酶，并应用于布洛芬等药物的拆分；同时，根据解析后的野生型扩展青霉脂肪酶分子的3D 结构，结合筛选到的不同的脂肪酶突变体，借助序列比对、同源建模和分子动力学模拟等各种技术方法，阐明扩展青霉脂肪酶立体选择性的分子机制。

在未来的数十年间，发展一种快速、经济的拆分方法对于医药工业来说是个巨大的挑战。然而，要想分离得到符合医药法规要求的纯净的手性药物对映体，具有高选择性的生物催化剂是必需的。最近，我们发现扩展青霉脂肪酶（PEL）对于2-芳基丙酸类药物（如萘普生）的拆分是有效的，其活性及对映体选择性比得上Candida rugosa 脂肪酶（迄今文献中报道最为有效的一种脂肪酶）。在本项目中，我们的目的是更好地理解PEL对于萘普生具有高对映体选择性的结构决定子。我们针对位于脂肪酶疏水性口袋的氨基酸，构建了脂肪酶的突变体库；根据突变体的活性筛选了脂肪酶的突变体，进一步通过实验测定了突变体对于萘普生的对映体选择性。我们还结合分子对接的结果讨论了酶的选择性的决定机制。结果显示，突变体V72A表现出最高的对映体选择性，其对萘普生的选择性提高了约2倍（E值由野生型的104提高到200.7）。与之相反的是，突变体V237G与野生型酶相比，几乎不表现出对映体选择性（E=1.1）。Val237的作用，通过定点饱和突变进一步加以研究。这个位点突变得到的突变体的对映体选择性均显著下降( E＜7 )。分子对接的分析结果显示，Val237位点对于稳定（R）-萘普生正确的结合构象具有最为重要的作用。这篇报告中呈现的数据表明，位于PEL疏水性口袋结构的氨基酸似乎对于酶的活性及对映体选择性具有重要的作用。其中，Val237被确定为一个关键的位点（对于萘普生的拆分而言）。定点突变以及分子对接的结果进一步阐明，Val237通过引入与底物分子最多的价键联系，在稳定（R）-萘普生正确的结合构象中发挥最为重要的作用。本项目中，酶与底物分子间相互作用的模型表明：特定位点上的特定氨基酸通过稳定偏好的对映体在酶分子结合部位中的正确构象，在酶的选择性中（比底物可进入的空间大小）扮演更为重要的角色。本项目的研究结果为开发适用于特定工业用途的对映体选择性更高的脂肪酶提供了一个新的思路。