通过核酸脚手架改善三酸合成酶的活性
Yaping Wang1,2, Xiangyi Wang1,2, Shuhui Niu1,2
1Hubei Biopesticide Engineering Research Center, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Biopesticide Branch of Hubei Innovation Centre of Agricultural Science and Technology, Wuhan 430064, China.
研究人员通过将其与突变的CE蛋白 (dCE) 融合,增强了托合成酶 (TSase) 的活性. 这种dCE融合显著提高了酶的性能和产量,证明了一种新的酶改进策略.
科学领域:
- 生物催化和酶工程 生物催化和酶工程
- 蛋白质的工程和修改.
- 工业生物技术 工业生物技术
背景情况:
- 氨酸合成酶 (TSase) 是一种四基酶,以其基质通道效应和在产生非标准氨基酸和组胺中的功用而闻名.
- 之前的研究探讨了通过蛋白质融合和脚手架策略来增强酶活性.
研究的目的:
- 通过将其与突变的CE蛋白 (大肠杆菌的胆固醇蛋白) 融合,研究提升托合成酶 (TSase) 催化活性.
- 评估使用DNA支架来提高酶性能的可行性.
- 为了优化复合TSase活性和产量的条件.
主要方法:
- 构建和融合dCE (没有DNase活动的CE蛋白) 标签到TSase的TrapA和TrapB子单元.
- 整个细胞的催化反应和分别表达的子单元的体外组合.
- 反应条件 (温度,pH) 的优化和酶稳定性的评估.
- 对外源核酸添加对酶活性影响的评估.
主要成果:
- dCE蛋白标签与TSase的TrapB亚单元的融合使全细胞催化活性增加了50%.
- 在体外组装TSase与dCE融合的TrapB也显示了与野生类型相比更好的活性.
- 重组TSase在50°C和pH值9.0时表现出最佳活性,具有增强的耐热性.
- 重组TSase的最大产量达到0.58g/L,几乎是野生类型 (0.21g/L) 的三倍.
- 添加外源核酸进一步增加了酶活性.
结论:
- 该dCE融合策略有效地增强了二合成酶的催化活性和稳定性.
- 使用核酸支架是一种可行的方法来提高酶的性能.
- 这项研究提供了一种用于增强结构相似酶的新方法,在工业生物催化剂中具有潜在的应用.
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