通过祖先序列重建和半导体设计来增强Geranylgeranyl二酸盐合成酶的催化活性
Zhiwen Wang1, Yunpeng Shen1, Longyun Cao1
1College of Biological Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou, Henan 450001, China.
Journal of agricultural and food chemistry
|August 13, 2024
概括
工程大米格兰二酸盐合成酶 (GGPPS) 的活性显著改善. 这种蛋白质工程进步增强了胡卜素生物合成,以改善植物颜料的生产.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 分子生物学分子生物学
- 植物科学 植物科学
背景情况:
- 格拉尼尔格拉尼尔二酸盐合成酶 (GGPPS) 是胡卜素生物合成中的关键酶.
- GGPPS的低催化活性限制了其在生产有价值的植物颜料中的应用.
研究的目的:
- 为了改造大米OsGGPPS1以提高催化性能.
- 通过祖先序列重建和半理性设计来改善酶活性.
主要方法:
- 祖先序列重建 (ASR) 用于识别有益突变 (A22R/A26P).
- 半导体设计以引入进一步的改进 (V162A/M218S/F227Y).
- 在d-OsGGPPS1突变的突变组合组合.
主要成果:
- 与野生类型相比,d-OsGGPPS1突变显示GPP生产增加了9.8倍,FPP生产增加了6.4倍,GGPP生产增加了1.4倍.
- 即使在高温 (高达50°C) 时,也观察到增强的酶活性.
结论:
- 设计的OsGGPPS1显示了显著提高的催化效率.
- 这种蛋白质工程方法为优化GGPPS功能和利用植物颜料提供了一个有希望的策略.
