Computer-assisted engineering of the catalytic activity of a carboxylic acid reductase

饱和突变 苯甲酸 蛋白质工程 催化作用 基质(水族馆) 酶动力学 化学 羧酸 突变 催化效率 分子动力学 组合化学 合理设计 突变体 定向进化 定点突变 底物特异性 立体化学 活动站点 生物化学 纳米技术 材料科学 计算化学 生物 生态学 基因
作者
Ge Qu,Beibei Liu,Kun Zhang,Yingying Jiang,Jinggong Guo,Ran Wang,Yuchen Miao,Chao Zhai,Zhoutong Sun
出处
期刊:Journal of Biotechnology [Elsevier]
卷期号:306: 97-104 被引量:19
标识
DOI:10.1016/j.jbiotec.2019.09.006
摘要

Carboxylic acid reductases (CARs) play crucial roles in the biosynthesis of optically pure aldehydes with no side products. It has inspired synthetic organic chemists and biotechnologists to exploit them as catalysts in practical applications. However, levels of activity and substrate specificity are not routinely sufficient. Recent developments in protein engineering have produced numerous biocatalysts with new catalytic properties, whereas such efforts in CARs are limited. In this study, we show that the exploitation of information derived from catalytic mechanism analysis and molecular dynamics simulations assisted the semi-rational engineering of a CAR from Segniliparus rugosus (SrCAR) with the aim of increasing activity. Guided by protein-ligand interaction fingerprinting analysis, 17 residues at the substrate binding pockets were first identified. We then performed single site saturation mutagenesis and successfully obtained variants that gave high activities using benzoic acid as the model substrate. As a result, the best mutant K524W enabled 99% conversion and 17.28 s−1 mM−1 kcat/Km, with 7- and 2-fold improvement compared to the wild-type, respectively. The engineered catalyst K524W as well as a second variant K524Q proved to be effective in the reduction of other benzoic acid derivatives. Insight into the source of enhanced activity was gained by molecular dynamics simulations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Max发布了新的文献求助10
1秒前
煤灰发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI2S应助yan采纳,获得10
2秒前
3秒前
李晨光完成签到,获得积分10
4秒前
陈陈发布了新的文献求助10
4秒前
momo完成签到 ,获得积分10
4秒前
小二郎应助尔玉采纳,获得10
4秒前
认真的画板完成签到,获得积分10
5秒前
安静完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
有魅力棉花糖关注了科研通微信公众号
8秒前
8秒前
8秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
舒心远侵发布了新的文献求助30
11秒前
小鬼发布了新的文献求助10
11秒前
多情靖易完成签到,获得积分10
12秒前
xiaojie发布了新的文献求助10
12秒前
Hello应助lilililili采纳,获得30
14秒前
高分求助中
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1100
Дружба 友好报 (1957-1958) 1000
The Data Economy: Tools and Applications 1000
Essentials of thematic analysis 700
Mantiden - Faszinierende Lauerjäger – Buch gebraucht kaufen 600
PraxisRatgeber Mantiden., faszinierende Lauerjäger. – Buch gebraucht kaufe 600
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3116017
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2766114
关于积分的说明 7685386
捐赠科研通 2421428
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1285606
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 620124
版权声明 599809