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通过域替换重建酶有效地切换了基质特异性
J E Houghton1, G A O'Donovan, J R Wild
1Department of Biochemistry and Biophysics, Texas A & M University, College Station 77843.
Nature
|March 9, 1989
概括
研究人员通过结合两个现有的酶,阿斯巴酸转糖酶 (ATCase) 和鸟酸转糖酶 (OTCase) 的部分,创造了一种新的酶. 这种嵌合体酶成功切换了基质特异性,证明了酶进化中的域交换潜力.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 分子生物学分子生物学
- 酵素工程是什么? 酶工程是什么
背景情况:
- 来自大肠杆菌的阿斯巴酸转糖酶 (ATCase) 和鸟酸转糖酶 (OTCase) 分享同源的极域,结合碳酸.
- 它们的赤道域表现出明显的基质特异性 (ATCase的阿斯巴达酸,OTCase的奥尼丁) 和较低的序列相同性.
研究的目的:
- 为了研究在酶进化过程中蛋白质相互作用的保存.
- 通过切换功能域和改变基质特异性来设计一个嵌合酶.
主要方法:
- 在体外融合编码OTCase极域的DNA与ATCase的赤道域.
- 结合基因的大肠杆菌的 argI-pyrB 缺失菌株的转化.
- 在产生的转化剂中检测酶活性.
主要成果:
- 一个可行的化学酶成功地产生了.
- 嵌合酶为大肠杆菌菌株赋予了胺原性 (Pyr+).
- 变换器表达了ATCase活动,但没有OTCase活动,表明了一个功能开关.
结论:
- 在功能上不同的酶之间交换蛋白质域可以成功地切换基质特异性.
- 这项研究表明,通过域互换设计新的酶功能是可行的.
- 这些发现为蛋白质进化和酶设计提供了洞察力.