How directed evolution reshapes the energy landscape in an enzyme to boost catalysis

能源景观 定向进化 催化作用 化学 分子动力学 蛋白质工程 构象变化 蛋白质设计 氧阴离子孔 活动站点 硼氢化 蛋白质结构 过渡状态 化学物理 酶催化 计算化学 立体化学 突变体 生物化学 基因
作者
Renee Otten,R.A.P. Padua,H. Adrian Bunzel,Vy Nguyen,Warintra Pitsawong,MacKenzie Patterson,Shuo Sui,Sarah L. Perry,Aina E. Cohen,Donald Hilvert,Dorothee Kern
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:370 (6523): 1442-1446 被引量:132
标识
DOI:10.1126/science.abd3623
摘要

The advent of biocatalysts designed computationally and optimized by laboratory evolution provides an opportunity to explore molecular strategies for augmenting catalytic function. Applying a suite of nuclear magnetic resonance, crystallography, and stopped-flow techniques to an enzyme designed for an elementary proton transfer reaction, we show how directed evolution gradually altered the conformational ensemble of the protein scaffold to populate a narrow, highly active conformational ensemble and accelerate this transformation by nearly nine orders of magnitude. Mutations acquired during optimization enabled global conformational changes, including high-energy backbone rearrangements, that cooperatively organized the catalytic base and oxyanion stabilizer, thus perfecting transition-state stabilization. The development of protein catalysts for many chemical transformations could be facilitated by explicitly sampling conformational substates during design and specifically stabilizing productive substates over all unproductive conformations.
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
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
科研通AI5应助hu970采纳,获得10
刚刚
刚刚
艺玲发布了新的文献求助10
1秒前
咚咚咚完成签到,获得积分10
1秒前
芋圆Z.完成签到,获得积分10
1秒前
atad2发布了新的文献求助10
1秒前
li梨完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
晏小敏完成签到,获得积分10
2秒前
爆米花应助风中寄云采纳,获得10
3秒前
屹舟发布了新的文献求助10
3秒前
Dou完成签到,获得积分10
3秒前
白泯完成签到,获得积分10
4秒前
1ssd发布了新的文献求助10
4秒前
667发布了新的文献求助10
4秒前
小二郎应助辰柒采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
clear完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
orixero应助congguitar采纳,获得10
6秒前
Evan完成签到,获得积分10
6秒前
YANG发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
123发布了新的文献求助10
7秒前
sunzhiyu233发布了新的文献求助10
8秒前
Raul完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
伯尔尼圆白菜完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
buuyoo完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI5应助魏煜佳采纳,获得10
9秒前
LLxiaolong完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
巨噬细胞A完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527699
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107752
关于积分的说明 9286499
捐赠科研通 2805513
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539954
邀请新用户注册赠送积分活动 716878
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709759