辛伐他汀是最重要的降血脂藥物之一，全球銷售額高達 200 億元，其全生物合成工藝的開發是國內外制藥界關注和攻關的熱點。現階段辛伐他汀生產工藝是“生物-化工”耦合過程，其中堿水解洛伐他汀制備辛伐他汀合成前體 Monacolin J 工藝過程繁瑣、三廢排放嚴重，是制約辛伐他汀綠色全生物合成的關鍵瓶頸。使用特異且高效的洛伐他汀水解酶進行酶促合成是綠色生產 Monacolin J 的理想替代方法之一。
微生物制造工程中心首次鑒定了一個高效、特異的洛伐他汀側鏈水解酶 PcEST，高效催化洛伐他汀水解為 Monacolin J 的同時，卻不水解辛伐他汀，其洛伐他汀水解活性是現有國外專利報道酶的 232 倍，序列相似性卻僅有 16.8%。該酶的鑒定為辛伐他汀的酶法綠色合成奠定了重要基礎。在此重要發現基礎上，研究組進一步解析了 PcEST 催化水解反應不同階段 4 個高分辨率晶體結構，結合質譜分析、ITC 等多種生化分析，從原子層面剖析了該酶高效特異水解的分子機制以及結構-功能關系，為 PcEST 的工業性能改進和其它高效特異洛伐他汀水解的篩選提供了結構基礎和理論指導。基于結構指導，借助理性設計和定向進化改造策略，成功獲得了高可溶表達、高熱穩定性、高活性的優勢突變酶，并進一步與酰基轉移酶 LovD9 耦聯，構建了洛伐他汀直接一步生產辛伐他汀的高效全細胞催化工藝，并完成了企業技術轉讓。
相關文章：
Liang Yajing; Lu Xuefeng*; Structural insights into the catalytic mechanism of lovastatin hydrolase, Journal of Biological Chemistry, 2020, 295(4):1047-1055.
Liang Bo; Huang Xuenian; Teng Yun; Liang Yajing; Yang Yong, Zheng Linghui; Lu Xuefeng*; Enhanced single-step bioproduction of the simvastatin precursor Monacolin J in an industrial strain of Aspergillus terreus by employing the evolved lovastatin hydrolase, Biotechnology Journal, 2018, 13(6):e180009
Huang Xuenian; Liang Yajing; Yang Yong; Lu Xuefeng*; Single-step production of the simvastatin precursor monacolin J by engineering of an industrial strain of Aspergillus terreus, Metabolic Engineering, 2017, 42:109-114.
相關專利：
發明專利 ZL201810112817.6 合成辛伐他汀的重組菌株、方法以及相關酶。
發明專利 ZL201810114102.4 一種2-甲基丁酸側鏈水解酶及其表達菌株和應用。
