Biochemical Investigation and Engineering of a Tardigrade X Family DNA Polymerase for Template-Independent DNA Synthesis

DNA聚合酶 聚合酶 生物 末端脱氧核苷酸转移酶 生物化学 初级 分子生物学 DNA钳 DNA聚合酶Ⅱ DNA 遗传学 聚合酶链反应 基因 标记法 逆转录酶 细胞凋亡
作者
Yee-Song Law,Nazreen Abdul Muthaliff,Yifeng Wei,Fu Lin,Huimin Zhao,Ee Lui Ang
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (16): 12318-12330 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c00756
摘要

The X family of DNA polymerases (PolXs) includes the well-studied mammalian polymerases Polβ, Polλ, Polμ, and terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT). The template-independent DNA polymerase activity of TdT has been harnessed for applications in enzymatic de novo DNA synthesis, offering a strategy to overcome the limitations of traditional phosphoramidite-based DNA synthesis methods. Close homologues of the mammalian PolXs are present in other vertebrates, while invertebrate PolXs remain unexplored. In this study, we characterize an invertebrate PolX from the extremotolerant tardigrade Ramazzottius varieornatus (RvPolX), and demonstrate that it possesses modest template-independent DNA polymerase activity, despite limited homology to mammalian PolXs (21% sequence identity with TdT). Through a combination of structural modeling, targeted mutagenesis of active site residues, and high-throughput screening under stringent high salt conditions, we identified a synergistic combination of two mutations (G513A and R522I) that led to a significant increase in activity for the incorporation of all four nucleotides, particularly dATP (∼35-fold), yielding a salt-tolerant polymerase with overall higher activity and substrate promiscuity. Under high salt conditions, the engineered RvPolX displays an activity comparable to TdT and a nucleotide selectivity complementary to TdT. As a template-independent polymerase with a low homology to TdT, RvPolX provides an alternative scaffold for further engineering in various biotechnological applications.
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
SUIJI发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
3秒前
共享精神应助阔达的曼凡采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
搬砖人发布了新的文献求助30
5秒前
科研通AI5应助red采纳,获得10
7秒前
冯昊发布了新的文献求助10
7秒前
SUIJI完成签到,获得积分10
7秒前
内向小熊猫完成签到,获得积分10
8秒前
七七发布了新的文献求助10
8秒前
慕青应助xinbowey采纳,获得10
8秒前
调皮的达完成签到,获得积分10
8秒前
caizhiwei发布了新的文献求助10
9秒前
深情安青应助BO采纳,获得10
9秒前
李大鸟发布了新的文献求助10
10秒前
nannan发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
搬砖人完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
16秒前
xj应助老王采纳,获得30
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
可爱的函函应助yuanyuan采纳,获得10
17秒前
方乘风完成签到 ,获得积分10
19秒前
caizhiwei发布了新的文献求助10
19秒前
奋斗蝴蝶发布了新的文献求助10
20秒前
Orange应助冯昊采纳,获得10
21秒前
21秒前
嘻嘻完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
22秒前
22秒前
迷路凌柏发布了新的文献求助10
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
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
T/CAB 0344-2024 重组人源化胶原蛋白内毒素去除方法 1000
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 800
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 3775230
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3320920
关于积分的说明 10202587
捐赠科研通 3035792
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1665703
邀请新用户注册赠送积分活动 797102
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 757700