Die vorliegende Erfindung liefert ein neuartiges Protein, mit dem L-threo-Hydroxyaspartat chemoenzymatisch und enantiomerenrein aus L-Aspartat hergestellt werden kann.

Das natürliche Protein AsnO (Asparaginoxygenase) ist Teil des CDA-Biosynthese-Genclusters in Streptomyces coelicor. AsnO ist eine Fe²⁺- und a-Ketoglutarat-abhängige Hydroxylase. Diese Hydroxylase dient in vivo als Baustein für nicht ribosomal hergestelltes CDA („Calcium-dependent antibiotic“). Während des Katalysezyklus verbindet diese Klasse von Enzymen den oxidativen Abbau von a-Ketoglutarat zu Succinat und CO₂ mit der Hydroxylierung des Substrates (L-Asparagin).

Im Wildtyp des AsnO bindet dabei die Seitenkette des Aminosäurerestes Asp-241 an die NH₂-Gruppe der Carboxamidgruppe von L-Asn.

Überraschend wurde gefunden, dass eine gerichtete Mutagenese von Asp-241 zu Asn-241 (D241N) zu einer Bindungsstelle für die Carboxylgruppe einer Aspartat-Seitenkette führt. Durch diese gerichtete Mutagenese ändert sich die Substratspezifität von Asparagin zu Aspartat, und das mutierte Protein überführt Aspartat in Gegenwart von Fe²⁺- und a-Ketoglutarat chemoenzymatisch in L-threo-Hydroxyaspartat.

Dabei ist AsnOD241N die erfindungsgemäße Mutante des Wildtyps AsnO.