Hydrophilicity‐Based Engineering of the Active Pocket of D‐Amino Acid Oxidase Leading to Highly Improved Specificity toward D‐Glufosinate

饱和突变 氨基酸 化学 活动站点 突变 突变体 同源建模 氧化酶试验 蛋白质工程 D 立体专一性 组合化学 催化作用 立体化学 生物化学 基因
作者
Kai Yang,Bin Huang,Charles Amanze,Zhen Yan,Guanzhou Qiu,Xueduan Liu,Hongbo Zhou,Weimin Zeng
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:61 (46) 被引量:21
标识
DOI:10.1002/anie.202212720
摘要

Abstract Due to its stringent stereospecificity, D‐amino acid oxidase (DAAO) has made it very easy to synthesize L‐amino acids. However, the low activity of the wild‐type enzyme toward unnatural substrates, such as D‐glufosinate (D‐PPT), restricts its application. In this study, DAAO from Rhodotorula gracilis ( Rg DAAO) was directly evolved using a hydrophilicity‐substitution saturation mutagenesis strategy, yielding a mutant with significantly increased catalytic activity against D‐PPT. The mutant displays distinct catalytic properties toward hydrophilic substrates as compared to numerous WT‐DAAOs. The analysis of homology modeling and molecular dynamic simulation suggest that the extended reaction pocket with greater hydrophilicity was the reason for the enhanced activity. The current study established an enzymatic synthetic route to L‐PPT, an excellent herbicide, with high efficiency, and the proposed strategy provides a new viewpoint on enzyme engineering for the biosynthesis of unnatural amino acids.
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