亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Reshaping Phosphatase Substrate Preference for Controlled Biosynthesis Using a “Design–Build–Test–Learn” Framework

酶动力学 基质(水族馆) 合理设计 产量(工程) 突变体 蛋白质工程 立体化学 生物化学 化学 生化工程 活动站点 生物 纳米技术 材料科学 工程类 生态学 基因 冶金
作者
Jiangong Lu,Xueqin Lv,Wenwen Yu,Jianing Zhang,Jianxing Lu,Yanfeng Liu,Jianghua Li,Guocheng Du,Jian Chen,Long Liu
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:11 (22): e2309852-e2309852 被引量:23
标识
DOI:10.1002/advs.202309852
摘要

Biosynthesis is the application of enzymes in microbial cell factories and has emerged as a promising alternative to chemical synthesis. However, natural enzymes with limited catalytic performance often need to be engineered to meet specific needs through a time-consuming trial-and-error process. This study presents a quantum mechanics (QM)-incorporated design-build-test-learn (DBTL) framework to rationally design phosphatase BT4131, an enzyme with an ambiguous substrate spectrum involved in N-acetylglucosamine (GlcNAc) biosynthesis. First, mutant M1 (L129Q) is designed using force field-based methods, resulting in a 1.4-fold increase in substrate preference (kcat/Km) toward GlcNAc-6-phosphate (GlcNAc6P). QM calculations indicate that the shift in substrate preference is caused by a 13.59 kcal mol-1 reduction in activation energy. Furthermore, an iterative computer-aided design is conducted to stabilize the transition state. As a result, mutant M4 (I49Q/L129Q/G172L) with a 9.5-fold increase in kcat-GlcNAc6P/Km-GlcNAc6P and a 59% decrease in kcat-Glc6P/Km-Glc6P is highly desirable compared to the wild type in the GlcNAc-producing chassis. The GlcNAc titer increases to 217.3 g L-1 with a yield of 0.597 g (g glucose)-1 in a 50-L bioreactor, representing the highest reported level. Collectively, this DBTL framework provides an easy yet fascinating approach to the rational design of enzymes for industrially viable 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
Zhangym完成签到 ,获得积分10
刚刚
初心完成签到,获得积分10
刚刚
韩野完成签到,获得积分10
8秒前
轻松的冰萍完成签到,获得积分10
11秒前
32秒前
自觉的孤兰完成签到,获得积分10
35秒前
纯情的阁发布了新的文献求助10
35秒前
刻苦寻双完成签到,获得积分10
50秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
59秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
59秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
59秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
59秒前
所所应助Timmy采纳,获得10
1分钟前
失眠的白云完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
纯情的阁发布了新的文献求助10
1分钟前
风趣的雨莲完成签到,获得积分10
1分钟前
Omni完成签到,获得积分10
2分钟前
威武的又琴完成签到,获得积分10
2分钟前
刻苦绿蕊完成签到,获得积分10
2分钟前
AAZI完成签到 ,获得积分10
2分钟前
科研通AI6.4应助Liuyz77采纳,获得30
2分钟前
如意嫣完成签到,获得积分10
2分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
爱撒娇的芷巧完成签到,获得积分10
3分钟前
美好的香薇完成签到,获得积分10
3分钟前
qjw发布了新的文献求助10
3分钟前
Crystal发布了新的文献求助10
3分钟前
潇洒的艳完成签到,获得积分10
3分钟前
白雪完成签到,获得积分10
4分钟前
复杂的醉山完成签到,获得积分10
4分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
菩提本无树完成签到,获得积分10
5分钟前
正直盼秋完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
!hau发布了新的文献求助10
5分钟前
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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Diversification and Professionalization in Psychology 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7716002
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9271010
关于积分的说明 20084195
捐赠科研通 7292425
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3298684
关于科研通互助平台的介绍 2452807
邀请新用户注册赠送积分活动 2306028