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 酶 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
英俊的铭的应助被ttsx采纳,获得10
3秒前
6秒前
zxm完成签到 ,获得积分10
7秒前
jmy1995发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
清爽笙完成签到,获得积分10
14秒前
19秒前
ttsx发布了新的文献求助10
21秒前
体贴鱼发布了新的文献求助10
25秒前
多情白开水完成签到,获得积分10
29秒前
充电宝的应助被科研通管家采纳,获得10
33秒前
null的应助被科研通管家采纳,获得20
33秒前
Marciu33的应助被科研通管家采纳,获得10
33秒前
v0id的应助被科研通管家采纳,获得10
33秒前
爆米花的应助被科研通管家采纳,获得10
33秒前
null的应助被科研通管家采纳,获得20
33秒前
体贴鱼完成签到,获得积分10
39秒前
科目三的应助被兰陵笑笑笙采纳,获得30
40秒前
打打的应助被体贴鱼采纳,获得10
42秒前
46秒前
机灵发夹完成签到,获得积分10
49秒前
50秒前
52秒前
Lotus完成签到 ,获得积分10
55秒前
PMA完成签到,获得积分10
59秒前
59秒前
1分钟前
哭泣振家完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
pu完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
星辰大海的应助被大气仙人掌采纳,获得10
1分钟前
冷艳凡灵完成签到,获得积分10
1分钟前
Dan发布了新的文献求助10
1分钟前
Ly完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Dan完成签到,获得积分10
1分钟前
卡夫卡的熊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Yvonne完成签到 ,获得积分10
2分钟前
脑子一点儿不转吗完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2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
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Guidelines for fracture-safe and fatigue-reliable design of steel structures 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8023562
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9466100
关于积分的说明 21216117
捐赠科研通 7593940
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3387014
关于科研通互助平台的介绍 2519579
邀请新用户注册赠送积分活动 2422832