一、CALB简介

1988年，科学家从极端的南极环境中分离到了南极假丝酵母（Candida antarctica），这类酵母可以产生两种脂肪酶，分别为南极假丝酵母脂肪酶A和南极假丝酵母脂肪酶B^[1]。CALB是来源南极假丝酵母的脂肪酶B，在毕赤酵母中发酵表达得到。该酶能在水相或有机相中高效催化酯水解、酯的合成、酯交换、内酯开环聚合、胺解反应、酰胺的水解与合成及加成反应等，具有较强的手性选择性及位置选择性，广泛用于油脂加工、食品、医药、日化等行业。

1994年，Uppenberg首次确定了CALB的序列及晶体结构，CALB由317个氨基酸组成，是一类具有α/β水解酶超家族折叠结构的丝氨酸水解酶^[2]。CALB的活性中心由催化三联体（Ser105-Asp187-His224），氧负离子洞和底物结合口袋组成。Ser105 位于β4 股和α4 螺旋的转角处，称为“亲核肘”（nucleophilic elbow）。通常，在α/β水解酶折叠家族中，Ser附近最保守的序列区域是GXSXG，但在CALB 中，该序列为TWSQG，保守序列的变化造成“亲核肘”的转角处变宽。His224 位于α9螺旋前端转角处，并指向活性位点。Asp187位于β6股后的转角处，其侧链氧原子与His224 之间形成氢键^[2,3]。

实例 1（胺解反应）^[4]

实例 2（胺解反应-手性拆分）^[5]

实例 3（内酯开环聚合反）^[6]

实例 4（酯交换反应-羟基位置选择性）^[7]

实例 5（酯交换反应-醇的手性拆分）^[8]

实例 6（酯合成反应-酸的手性拆分）^[9]

实例 7 （酯水解反应-手性拆分） ^[10]

实例 8（酰胺水解反应） ^[11]

实例 9 （酰胺合成反应） ^[12]

实例 10（加成反应） ^[13]

CALB在水相和非水相中都保留着很强的催化活力，无论在水解，酯化，还是酯合成反应等方面，CALB都表现出了高于一般脂肪酶的催化性能，因而在精细化工、药物拆分以及有机合成方面有着巨大的潜力。

二、CALB催化机理

CALB的催化机理可以用“乒乓机制”来解释，主要分为两个过程，即酰化和去酰化。在酰化过程中，底物1（例如酯类、碳酸盐等）进入活性位点提供酰基，形成第一个四面体中间体，释放出醇类并形成酰基酶。在去酰化过程中，底物2（例如醇类、半缩醛等）进入活性位点作为酰基受体，生成第二个四面体中间体，释放出酯类和自由的CALB。如果反应在水溶液中进行，则底物2为水^[1,14]。

三、尚科生物的CALB固定化酶介绍

尚科生物从2007年来就专注于生物酶和生物催化技术以及合成生物学技术的开发与应用研究。尚科生物现有的CALB固定化酶为CALB通过疏水作用物理吸附于聚甲基丙烯酸树脂上得到的固定化酶，应用于水相或有机相反应中，可达到反复套用的效果，套用次数与反应体系组成有关。我司CALB固定化酶产品代号SZ-CALB-IMMO100-A和SZ-CALB-IMMO100-B，其中SZ-CALB-IMMO100-A活力可以达到15000U/g。

四、参考文献

[1] 王亚婵. 南极假丝酵母脂肪酶B 热稳定性改造及在黑曲霉中的表达[D]. 无锡:江南大学. 2023.

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