2機能のセルロビオース2エピメラーゼを,選択的なラクトルース生成を可能にするイソメラーゼにエンジニアリングする

科学分野:

• バイオテクノロジー バイオテクノロジー
• 酵素工学とは
• 炭水化物化学 炭水化物の化学

背景:

• 乳糖は必須の医薬品であり,プレバイオティクですが,乳糖から工業的に生産する際の収穫量は低く,精製コストも高くなります.
• セルロビオース2エピメラゼは,ラクトースをラクトルースに変換することができるが,好ましくは,望ましくないエピラクトース副産物を形成する.
• 酵素選択性の向上は,効率的で費用対効果の高い乳糖合成に不可欠です.

研究 の 目的:

• 乳糖の生産に対する選択性を高めるためにセルロビオース2エピメラーゼを設計する.
• ラクトースのイソメリゼーション中のエピラクトース形成を最小限に抑える変異を特定する.
• 工業的に関連する条件下で,エンジニアリングされた酵素の性能を評価する.

主な方法:

• 19の野生型および人工セルロビオース2エピメラーゼのスクリーニング.
• 保存された活性部位残基ヒスティジン247 (His247) の飽和変異を5倍変異テンプレートで.
• 酵素変異の特徴付けは,高い基質濃度 (400 g/L) と温度 (80°C) の条件下で行われます.

主要な成果:

• いくつかの酵素変種は,テンプレートと比較して,乳糖:エピラクトース比が改善されたことを示した.
• エピラクトーズの形成は,7人のエンジニアリングされた変異体では検出されませんでした.
• 最良の変種 (CsCE-5M+H247EとCsCE-5M+H247D) は,産業条件下で乳糖副産物の5%未満で,高い乳糖収量 (64%および44%) を達成しました.

結論:

• His247の標的型変異は,セルロビオース2-エピメラーゼの乳糖の選択性を高めるのに有効です.
• エンジニアリングされた酵素は,乳糖の高度に選択的な酵素的生産プロセスの可能性を示しています.
• この進歩により,有効な薬剤成分としてのラクトルースの費用対効果の高い生産が可能になる可能性がある.