酵素の眠っているカルボキシラーゼ機能を覚醒させる:自然CO2結合の可能性を設計する
Iria Bernhardsgrütter1, Kristina Schell1, Dominik M Peter1
1Department of Biochemistry and Synthetic Metabolism , Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology , Karl-von-Frisch-Straße 10 , D-35043 Marburg , Germany.
科学者は既存のタンパク質から 新しい二酸化炭素 (CO2) を固定する酵素を設計した. この画期的な発見は,合成生物学とバイオテクノロジーの応用のための生物触媒を開発するための新しい戦略を提供します.
科学分野:
- 生物化学
- 酵素工学
- 合成生物学
背景:
- 新しい二酸化炭素 (CO2) を固定する酵素の開発は,バイオカタリシスにとって極めて重要です.
- 中鎖脱水酵素/還元酵素 (MDR) は,隠された炭酸塩酵素の機能を有する.
- 既存のCO2固定酵素の範囲と用途は限られている.
研究 の 目的:
- MDRスーパーファミリーの新しいCO2固定酵素を特定し,設計する.
- 合理的な設計によって既存の酵素の炭酸化活性を増強する.
- 化学とバイオテクノロジーの様々な用途のための新しい生物触媒を開発する.
主な方法:
- MDRにおける"睡眠カルボキシラーゼ機能"を特定するためのバイオ情報分析.
- CO2の相互作用を改善し,水の拡散を減らすために合理的な設計を使用する酵素工学.
- エンジニアリングされた酵素のCO2結合および運動パラメータの特徴.
主要な成果:
- プロピオニル-CoA合成体とアクリル-CoA還元体における隠れたカルボキシラーゼ活性が特定された.
- 原生酵素では3 ± 1%と4. 5 ± 0. 9%のカルボキシル化率を達成した.
- エンジニアリングされた酵素は,自然カルボキシラーゼに匹敵する,強化されたCO2結合と運動性を示した.
結論:
- 人工的なCO2固定酵素の開発のための新しい戦略が確立されました.
- エンジニアリングされたカルボキシレーズは,多様なバイオテクノロジーの応用の可能性を示しています.
- この研究は,自然カルボキシラゼの進化的起源についての洞察を提供します.
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