低温EM结构和超高效的 ochratoxin A-detoxifying amidohydrolase 的合理工程
Longhai Dai1, Du Niu1, Jian-Wen Huang1
1State Key Laboratory of Biocatalysis and Enzyme Engineering, Hubei Hongshan Laboratory, Hubei Collaborative Innovation Center for Green Transformation of Bio-Resources, Hubei Key Laboratory of Industrial Biotechnology, School of Life Sciences, Hubei University, Wuhan 430062, PR China.
Journal of hazardous materials
|June 18, 2023
概括
这项研究揭示了Stenotrophomonas acidaminiphila amidohydrolase 3 (ADH3) 对于Ochratoxin A (OTA) 排毒的催化机制. 工程ADH3增强了它的活性,为改进的真菌毒素降解策略铺平了道路.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 结构生物学 结构生物学
- 酶学 是一种酶学.
背景情况:
- 毒素A (OTA) 是农产品中普遍存在的真菌毒素,对人类和动物健康构成风险.
- 酶解毒为缓解OTA污染提供了一个有希望的策略.
- 来自Stenotrophomonas acidaminiphila的阿米多酶3 (ADH3) 是一种高效的酶,用于将OTA化成无毒化合物.
研究的目的:
- 通过结构和生化分析阐明ADH3的催化机制.
- 研究关键残留物在OTA结合和水解中的作用.
- 为增强催化活性设计ADH3并探索其生产可行性.
主要方法:
- 单粒子冷电子显微镜 (cryo-EM) 用于确定ADH3在不同状态中的结构.
- 局部定向突变发生和生物化学试验,以分析酶功能.
- 在微生物宿主 (大肠杆菌和Pichia pastoris) 中,ADH3及其变体的异质表达.
主要成果:
- 在2.5-2.7 Å分辨率下解析了阿波,Phe和OTA结合的ADH3的冷EM结构.
- 突变和生物化学分析确定了涉及OTA结合的关键残留物.
- 工程变体S88E的催化活性增加了3.7倍,具有对改善相互作用的结构见解.
- 在Pichia pastoris表达时,ADH3变异S88E表现出类似的活性,表明工业生产潜力.
结论:
- 这项研究为ADH3介导的Ochratoxin A降解机制提供了详细的结构洞察力.
- 合理设计ADH3可以显著提高其真菌毒素排毒效率.
- 使用Pichia pastoris用于ADH3生产的可行性为毒素控制中的实际应用开辟了道路.


