基于生物 - 斯特雷普塔维丁技术的人造伊米因还原酶的结构,动力和对接研究:一种诱导的锁钥匙假设
Victor Muñoz Robles1, Marc Dürrenberger, Tillmann Heinisch
1Departament de Química, Universitat Autònoma de Barcelona , Edifici C.n., 08193 Cerdanyola del Vallés, Barcelona, Spain.
Journal of the American Chemical Society
|October 16, 2014
概括
带有辅因子的工程 streptavidin (Sav) 作为一个人造的 imine 减少酶. 蛋白质突变会影响辅因子结合,影响沙索利丁生产中的反应速率和酶选择性.
科学领域:
- 生物催化和酶工程 生物催化和酶工程
- 有机金属化学 有机金属化学
- 蛋白质工程是指蛋白质工程.
背景情况:
- 开发用于特定化学转化的人造酶.
- 斯特雷普塔维丁 (Sav) 作为一种多功能蛋白质支架,用于辅因子固定.
- 复合物作为催化反应中的活性成分.
研究的目的:
- 通过将生物化 (Ir) 部分纳入 streptavidin 中,创建一个人工的 imine 减少酶.
- 研究Sav突变 (S112A,S112K) 对催化活性和酶选择性的影响.
- 阐明在imines的生物催化降解中对enantioselection的机制.
主要方法:
- 构建生物化Cp*Ir复合体,并将其纳入野生类型和突变的Sav.
- 酶动力学研究以确定不同Ir/Sav比率的反应速率 (kcat) 和迈凯利斯常数 (KM).
- 用X射线晶体学和分子对接来分析蛋白质-辅因子相互作用和结合偏好.
主要成果:
- 突变S112A Sav表现出反应速度降低和随着Ir和度的增加而增加的酶选择性,有利于 (R) - 沙索利丁 (高达96% ee).
- 突变S112K Sav在不同的Ir和度中保持了一致的速率和选择性,有利于 (S) - 萨尔索利丁 (高达78% ee).
- 结构分析显示,S112A和S112K突变体对特定的反体具有明显的结合偏好.
结论:
- /链二丁的比率显著影响了人造胺基还原酶的性能.
- 特定的Sav突变决定了首选的辅因子反体,影响了整体的反选择性.
- 一个"诱导锁与钥匙"机制解释了蛋白质支架如何控制辅因子配置和酶选择.
