Machine learning guided rational design of a non-heme iron-based lysine dioxygenase improves its total turnover number

赖氨酸 血红素 化学 合理设计 计算机科学 生物化学 立体化学 生物 遗传学 氨基酸
作者
R. Hunter Wilson,Anoop R. Damodaran,Ambika Bhagi‐Damodaran
标识
DOI:10.1101/2024.06.04.597480
摘要

Highly selective C-H functionalization remains an ongoing challenge in organic synthetic methodologies. Biocatalysts are robust tools for achieving these difficult chemical transformations. Biocatalyst engineering has often required directed evolution or structure-based rational design campaigns to improve their activities. In recent years, machine learning has been integrated into these workflows to improve the discovery of beneficial enzyme variants. In this work, we combine a structure-based machine-learning algorithm with classical molecular dynamics simulations to down select mutations for rational design of a non-heme iron-dependent lysine dioxygenase, LDO. This approach consistently resulted in functional LDO mutants and circumvents the need for extensive study of mutational activity before-hand. Our rationally designed single mutants purified with up to 2-fold higher yields than WT and displayed higher total turnover numbers (TTN). Combining five such single mutations into a pentamutant variant, LPNYI LDO, leads to a 40% improvement in the TTN (218±3) as compared to WT LDO (TTN = 160±2). Overall, this work offers a low-barrier approach for those seeking to synergize machine learning algorithms with pre-existing protein engineering strategies.
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
马桶盖盖子完成签到 ,获得积分10
1秒前
unowhoiam完成签到 ,获得积分10
1秒前
fyjlfy完成签到 ,获得积分10
3秒前
鲁滨逊完成签到 ,获得积分10
3秒前
公西翠萱完成签到,获得积分10
7秒前
小知了完成签到,获得积分10
9秒前
Zhaowx完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI2S应助研友_LMBAXn采纳,获得10
10秒前
11秒前
12秒前
科研通AI2S应助何晓俊采纳,获得10
13秒前
宇宙飞船2436完成签到,获得积分10
13秒前
斯文寄松完成签到 ,获得积分10
15秒前
..完成签到 ,获得积分10
16秒前
lichen发布了新的文献求助10
17秒前
Jun完成签到 ,获得积分10
20秒前
NXZNXZ完成签到 ,获得积分10
22秒前
fanconi完成签到 ,获得积分10
24秒前
大个应助Kevin采纳,获得10
25秒前
曾珍完成签到 ,获得积分10
25秒前
lichen完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
爱听歌寄云完成签到 ,获得积分10
27秒前
Kaives完成签到 ,获得积分10
29秒前
英俊的铭应助Bonnie采纳,获得10
32秒前
哆啦A梦完成签到,获得积分10
32秒前
风雨无阻发布了新的文献求助10
33秒前
34秒前
脑洞疼应助戈壁滩的鱼采纳,获得10
35秒前
谨慎纸飞机完成签到,获得积分10
36秒前
drift完成签到,获得积分10
36秒前
风趣的惜天完成签到 ,获得积分10
37秒前
性温雅完成签到 ,获得积分10
37秒前
顾矜应助勤恳依霜采纳,获得10
38秒前
Kevin发布了新的文献求助10
40秒前
41秒前
41秒前
风雨无阻完成签到,获得积分10
42秒前
Bonnie完成签到,获得积分20
44秒前
45秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Microlepidoptera Palaearctica, Volumes 1 and 3 - 13 (12-Volume Set) [German] 1122
Дружба 友好报 (1957-1958) 1000
The Data Economy: Tools and Applications 1000
Mantiden - Faszinierende Lauerjäger – Buch gebraucht kaufen 700
PraxisRatgeber Mantiden., faszinierende Lauerjäger. – Buch gebraucht kaufe 700
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 3099819
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2751306
关于积分的说明 7612410
捐赠科研通 2403104
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1275188
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 616276
版权声明 599053