来自超热友的Sulfolobus solfataricus的工程β-糖酶,具有改善的Rd-水解活性,用于生产K的金氏化合物
Chenchen Fu1, Wenfeng Shen1, Weina Li2
1Shaanxi Key Laboratory of Degradable Biomedical Materials, Shaanxi R&D Center of Biomaterials and Fermentation Engineering, Biotech. & Biomed. Research Institute, School of Chemical Engineering, Northwest University, Shaanxi, 710069, China.
Applied biochemistry and biotechnology
|October 2, 2023
概括
改造的Sulfolobus solfataricus β-糖化酶 (SS-βGly) 显示了对金氏生物转化的增强活性. 这种N264D变体显著改善了人参化物Rd的转化为化合物K (CK),为工业应用提供了潜力.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 酶学 是一种酶学.
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 像Sulfolobus solfataricus β-glycosidase (SS-βGly) 这样的高热性酶与中热性同类相比,具有更高的稳定性和活性.
- 工业生物转化金色化物对于生产诸如化合物K (CK) 等有价值的化合物至关重要.
- 野生类型SS-βGly对金氏化物Rd的有限活性阻碍了有效的CK生产.
研究的目的:
- 为了改造SS-βGly以改善人参化物Rd-水解活性.
- 为了增强制药活跃的轻微人参酸的生产.
- 确定关键突变,以优化工业生物转化中的酶效率.
主要方法:
- 分子对接以预测酶基质相互作用.
- 序列对齐和氨酸扫描突变发生,以确定关键残留物.
- 分子动力学 (MD) 模拟和马尔科夫状态模型 (MSM) 用于结构分析.
- 酶动力学测试用于评估催化效率和基质亲和力.
主要成果:
- SS-βGly的N264D变体在催化效率 (kcat/Km) 中呈现了60%的增加,而对于金氏化物Rd的基质亲和力 (Km) 则下降了17.9%.
- MD模拟和MSM分析显示,N264D变异-Rd复合体的结构状态更为稳定.
- 与野生类型酶相比,N264D酶的相对活性高1.7倍,CK转化率高1.9倍.
结论:
- 这种N264D突变显著提高了SS-βGly的催化性能,用于金氏化物Rd的水解.
- 改造的酶在工业性金色化物生物转化过程中表现出更好的稳定性和效率.
- 这项研究为高效的CK生产提供了一个有前途的高热性β-糖酶候选者.
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