Rational Design of Loop Dynamics for a Barrel-Shaped Enzyme by Introducing Disulfide Bonds

二硫键 循环(图论) 木桶(钟表) 化学 合理设计 动力学(音乐) 分子动力学 立体化学 生物物理学 生物化学 材料科学 计算化学 纳米技术 物理 数学 生物 组合数学 复合材料 声学
作者
Qiuming Chen,Junhao Wu,Yanchang Wu,Zhaojun Wang,Maomao Zeng,Zhiyong He,Jie Chen,Wanmeng Mu
出处
期刊:Journal of Agricultural and Food Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:72 (24): 13856-13868 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acs.jafc.4c03493
摘要

Loop dynamics redesign is an important strategy to manipulate protein function. Cellobiose 2-epimerase (CE) and other members of its superfamily are widely used for diverse industrial applications. The structural feature of the loops connecting barrel helices contributes greatly to the differences in their functional characteristics. Inspired by the in-silico mutation with molecular dynamics (MD) simulation analysis, we propose a strategy for identifying disulfide bond mutation candidates based on the prediction of protein flexibility and residue-residue interaction. The most beneficial mutant with the newly introduced disulfide bond would simultaneously improve both its thermostability and its reaction propensity to the targeting isomerization product. The ratio of the isomerization/epimerization catalytic rate was improved from 4:103 to 9:22. MD simulation and binding free energy calculations were applied to provide insights into molecular recognition upon mutations. The comparative analysis of enzyme/substrate binding modes indicates that the altered catalytic reaction pathway is due to less efficient binding of the native product. The key residue responsible for the observed phenotype was identified by energy decomposition and was further confirmed by the mutation experiment. The rational design of the key loop region might be a promising strategy to alter the catalytic behavior of all (α/α)6-barrel-like proteins.
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
2秒前
科研通AI6.4应助bxb采纳,获得10
2秒前
2秒前
852应助celine采纳,获得10
3秒前
bkagyin应助淡淡明辉采纳,获得10
3秒前
大牛完成签到,获得积分10
6秒前
碧海流花发布了新的文献求助10
6秒前
Yuan072完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Kao应助王小立采纳,获得10
7秒前
阿波发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
刘涵发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
多多发布了新的文献求助10
10秒前
bxb发布了新的文献求助10
14秒前
苗条的海露完成签到,获得积分20
14秒前
chen555完成签到 ,获得积分10
15秒前
热心小松鼠完成签到,获得积分10
16秒前
zhaolu完成签到,获得积分10
16秒前
111完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
19秒前
19秒前
微笑妖妖发布了新的文献求助10
22秒前
刻苦元柏发布了新的文献求助10
23秒前
稳重完成签到 ,获得积分10
23秒前
QIQ发布了新的文献求助10
25秒前
28秒前
科研通AI6.2应助蓝天采纳,获得10
29秒前
复杂一江应助小黑采纳,获得10
30秒前
情怀应助QIQ采纳,获得10
31秒前
31秒前
33秒前
nerv完成签到,获得积分10
33秒前
34秒前
luyuhao3完成签到,获得积分10
34秒前
Cheny完成签到 ,获得积分10
35秒前
bkagyin应助Eno采纳,获得10
36秒前
37秒前
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
Markov Chain Monte Carlo 5000
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
Lengua e imagen en la comunicación digital 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 7485407
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9077643
关于积分的说明 19358882
捐赠科研通 7100026
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3248271
关于科研通互助平台的介绍 2417557
邀请新用户注册赠送积分活动 2233686