Computational stabilization of a non-heme iron enzyme enables efficient evolution of new function

饱和突变 定向进化 蛋白质工程 羟基化 定向分子进化 酶 蛋白质设计 活动站点 化学 血红素 突变 组合化学 功能(生物学) 突变体 生物化学 蛋白质结构 生物 遗传学 基因
作者
Brianne R. King,Kiera H. Sumida,Jessica L. Caruso,David Baker,Jesse G. Zalatan
出处
期刊: [Cold Spring Harbor Laboratory]
标识
DOI:10.1101/2024.04.18.590141
摘要

Abstract Directed evolution has emerged as a powerful tool for engineering new biocatalysts. However, introducing new catalytic residues can be destabilizing, and it is generally beneficial to start with a stable enzyme parent. Here we show that the deep learning tool ProteinMPNN can be used to redesign an Fe(II)/αKG superfamily enzyme for greater stability, solubility, and expression while retaining both native activity and an industrially-relevant non-native function. We performed site-saturation mutagenesis with both the wild type and stabilized design variant and screened for activity increases in a non-native C-H hydroxylation reaction. We observed substantially larger increases in non-native activity for variants obtained from the stabilized scaffold compared to those from the wild-type enzyme. Deep learning tools like ProteinMPNN are user-friendly and widely-accessible, and relatively straightforward structural criteria were sufficient to obtain stabilized variants while preserving catalytic function. Our work suggests that stabilization by computational sequence redesign could be routinely implemented as a first step in directed evolution campaigns for novel biocatalysts.
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
1秒前
1秒前
在水一方的应助被勤奋的若冰采纳,获得10
1秒前
Akim的应助被AQ采纳,获得10
1秒前
科研通AI6.4的应助被yunxi采纳,获得10
2秒前
领导范儿的应助被1234采纳,获得10
2秒前
Yuan88发布了新的文献求助10
3秒前
脑洞疼的应助被uiuu采纳,获得10
3秒前
沉静从寒发布了新的文献求助20
3秒前
YL完成签到,获得积分10
3秒前
Phantom完成签到 ,获得积分10
4秒前
魏双双发布了新的文献求助10
4秒前
落后的忆寒完成签到,获得积分20
6秒前
隐形曼青的应助被麻瓜采纳,获得10
6秒前
7秒前
野性的宫苴完成签到,获得积分20
7秒前
风笛发布了新的文献求助10
7秒前
Nora完成签到,获得积分10
7秒前
wangdonliang完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
现代斌完成签到,获得积分10
9秒前
秋天的雪完成签到,获得积分10
9秒前
LJD发布了新的文献求助10
10秒前
xdo完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
yfl完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
大Doctor陈发布了新的文献求助30
12秒前
13秒前
传奇3的应助被samxie采纳,获得10
13秒前
一颗盐完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
14秒前
Yuan88发布了新的文献求助10
14秒前
谢杭呈发布了新的文献求助10
14秒前
kaio_escolar的应助被xiangxuehai8采纳,获得10
15秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 14 Volume Set, 2nd Edition(本书共14册,本求助8volume-14volume共7册,独立harcover版本,非网络版本e-EROS 版,不能网络版转化PDF或提取PDF) 2000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7962718
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9433127
关于积分的说明 21020575
捐赠科研通 7540823
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3371296
关于科研通互助平台的介绍 2506878
邀请新用户注册赠送积分活动 2403770