Deep mutational scanning reveals a de novo disulfide bond and combinatorial mutations for engineering thermostable myoglobin

热稳定性 蛋白质工程 计算生物学 定向进化 生物 二硫键 合成生物学 大规模并行测序 突变 化学 遗传学 生物化学 基因 DNA测序 突变体
作者
Christoph Küng,Olena Protsenko,Rosario Vanella,Michael A. Nash
出处
期刊:Protein Science [Wiley]
卷期号:34 (5)
标识
DOI:10.1002/pro.70112
摘要

Abstract Engineering protein stability is a critical challenge in biotechnology. Here, we used massively parallel deep mutational scanning (DMS) to comprehensively explore the mutational stability landscape of human myoglobin (hMb) and identify key mutations that enhance stability. Our DMS approach involved screening over 10,000 hMb variants by yeast surface display, single‐cell sorting, and high‐throughput DNA sequencing. We show how surface display levels serve as a proxy for thermostability of soluble hMb variants and report strong correlations between DMS‐derived display levels and top‐performing machine learning stability prediction algorithms. This approach led to the discovery of a variant with a de novo disulfide bond between residues R32C and C111, which increased thermostability by >12°C compared with wild‐type hMb. By combining single stabilizing mutations with R32C, we engineered combinatorial variants that exhibited predominantly additive effects on stability with minimal epistasis. The most stable combinatorial variant exhibited a denaturation temperature exceeding 89°C, representing a >17°C improvement over wild‐type hMb. Our findings demonstrate the capabilities in DMS‐assisted combinatorial protein engineering to guide the discovery of thermostable variants and highlight the potential of massively parallel mutational analysis for the development of proteins for industrial and biomedical applications.

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
汉堡包应助好想做实验采纳,获得10
刚刚
刚刚
竞燃查无此人完成签到,获得积分10
1秒前
鼓励男孩发布了新的文献求助10
2秒前
隐形曼青应助犹豫的可冥采纳,获得10
3秒前
4秒前
天天快乐应助ifegiugfieugfig采纳,获得10
4秒前
SS1025861发布了新的文献求助10
4秒前
愉快雪曼发布了新的文献求助10
5秒前
英俊的铭应助peter采纳,获得10
5秒前
7秒前
彳亍1117应助坚强的赛凤采纳,获得20
7秒前
7秒前
8秒前
清爽安南关注了科研通微信公众号
8秒前
young发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
FaFa发布了新的文献求助10
10秒前
liuwenjie发布了新的文献求助10
11秒前
zila完成签到,获得积分10
12秒前
208完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
段段发布了新的文献求助10
14秒前
多多完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
合适台灯发布了新的文献求助10
15秒前
科研通AI5应助有魅力冰岚采纳,获得10
16秒前
轻松的绿竹完成签到 ,获得积分20
17秒前
sduwl完成签到,获得积分10
17秒前
JamesPei应助young采纳,获得10
18秒前
共享精神应助jqs采纳,获得10
19秒前
19秒前
自觉桐关注了科研通微信公众号
20秒前
想瘦的海豹完成签到,获得积分10
20秒前
无花果应助123采纳,获得10
21秒前
dandna完成签到 ,获得积分10
21秒前
bkagyin应助科研渣渣小草根采纳,获得10
22秒前
22秒前
23秒前
23秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
CRC Handbook of Chemistry and Physics 104th edition 1000
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 600
Introduction to Comparative Public Administration Administrative Systems and Reforms in Europe, Third Edition 3rd edition 500
Distinct Aggregation Behaviors and Rheological Responses of Two Terminally Functionalized Polyisoprenes with Different Quadruple Hydrogen Bonding Motifs 450
THE STRUCTURES OF 'SHR' AND 'YOU' IN MANDARIN CHINESE 320
中国化工新材料产业发展报告(2024年) 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3762417
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3306220
关于积分的说明 10137304
捐赠科研通 3020357
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1658916
邀请新用户注册赠送积分活动 792160
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 754880