基于蛋白质表面电荷的计算机辅助理性设计策略,以提高来自Geobacillus jurassicus的新型酶的热稳定性
Runfei Song1, Jin Zhang1, Mengyu Zhu1
1State Key Laboratory of Bioreactor Engineering, Newworld Institute of Biotechnology, East China University of Science and Technology, 130 Meilong Road, 200237, Shanghai, People's Republic of China.
Biotechnology letters
|March 25, 2024
概括
研究人员确定了一个来自Geobacillus jurassicus的热稳定雌激酶基因 (gju768). 合理的设计策略,包括表面电荷工程,提高了它的热稳定性,为酶进化提供了洞察力.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 分子生物学分子生物学
- 酶工程是什么? 酶工程是什么?
背景情况:
- 地基菌 (Geobacillus) 细菌是热友性酶的关键来源.
- 关于来自Geobacillus jurassicus的热稳定雌激酶的信息有限.
- 提高酶热稳定性的合理设计策略尚未得到充分探索.
研究的目的:
- 来自Geobacillus jurassicus的雌激酶基因 gju768 的克隆和特征.
- 采用合理的设计来提高已识别的酶的热稳定性.
- 探索增强酶热稳定性的进化策略.
主要方法:
- 来自Geobacillus jurassicus的 gju768 的基因克隆.
- 生物信息分析,以评估基因与已知雌激酶的相似性.
- 使用吉布斯展开的自由能量 (∆∆G) 和距离催化部位 (DsCα-Cα) 的突变部位的计算选.
- 位点定向的突变发生,重点是消除负面电荷.
- 酶活性和热稳定性测试 (半衰期测量).
主要成果:
- 基因 gju768 与 Geobacillus sp. 的相似性最高. 化剂. 化剂. 化剂.
- 与野生类型 (WT) 相比,突变D24N,E221Q和E253Q的热稳定性增加.
- 突变E253Q表现出优越的热稳定性,其半衰期 (T1/2) 在65°C时为32.4分钟 (比WT增加了1.8倍).
结论:
- 成功克隆了来自Geobacillus jurassicus的雌激酶基因 gju768.
- 合理的设计,特别是表面电荷工程,有效地提高了酶的热稳定性.
- 这项研究为开发热稳定酶和理解酶演化提供了基础.
