使用深度学习方法改善N-carbamoyl酸酶的酶活性和稳定性
Fa Zhang1,2, Muhammad Naeem1, Bo Yu2
1College of Life Science, Hebei Normal University, Shijiazhuang, 050024, China.
研究人员开发了"Feitian"软件,通过增强DCase酶活性和稳定性来改善D-氨基酸生产. 一个三点突变 (DCase-M3) 显示显著提高了性能,为工业D-氨基酸合成铺平了道路.
科学领域:
- 生物催化和酶工程 生物催化和酶工程
- 计算生物学和生物信息学
- 工业生物技术 工业生物技术
背景情况:
- 光学活性D-氨基酸是合成制药和农业化学品的关键中间体.
- 目前的D-氨基酸生产依赖于两种酶级联 (DHdt和DCase),但DCase遭受热不稳定.
- 提高DCase稳定性和活性是有效生物催化剂生产的关键.
研究的目的:
- 开发一个理性的设计软件,
- 费提安人 费提安人 费提安人
- ,用于预测酶突变以改善DCase.
- 为D-氨基酸生产设计一种更活跃和热稳定的DCase变体.
主要方法:
- 利用深度学习进行 kcat 预测,开发了 kcat 预测的方法.
- 费提安人 费提安人 费提安人
- 一个软件.软件.软件.
- 采用位点定向突变发生法来产生单点和三点DCase突变体.
- 进行了酶分析,全细胞生物转化和分子动力学模拟.
主要成果:
- 这是一个很棒的节目,这是一个很棒的节目.
- 费提安人 费提安人 费提安人
- 软件指导了六个单点突变的选择.
- 三种突变,包括Q4C,T212S和A302C,比野生型DCase.表现出更好的活性.
- 三点突变的DCase-M3 (Q4C/T212S/A302C) 的活性增加了4.25倍,热稳定性提高了2.25倍.
- 通过全细胞反应,DCase-M3使D-HPG产量增加了2.04倍.
- 分子动力学模拟显示了DCase-M3催化部位的增强刚性.
结论:
- 这是一个很棒的节目,这是一个很棒的节目.
- 费提安人 费提安人 费提安人
- 软件,具有~50%的预测准确度,促进了合理的酶设计.
- 一种高度活跃和热稳定的三点突变DCase-M3成功被设计出来.
- 这种工程化DCase变体具有开发D-氨基酸生产的全酶工业工艺的潜力.
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