随机突变和二硫化键形成改善了微生物转胺酶的热稳定性
Mototaka Suzuki1, Masayo Date1, Tatsuki Kashiwagi1
1Institute for Innovation, Ajinomoto Co., Inc., 1-1, Suzuki-Cho, Kawasaki-Shi, Kanagawa, 210-8681, Japan.
Applied microbiology and biotechnology
|October 1, 2024
概括
工程微生物转胺酶 (MTG) 通过特定突变和二硫化键表现出增强的热稳定性. 这种改进的耐热性扩大了其在食品和制药行业的应用.
科学领域:
- 酶学和蛋白质工程 酶学和蛋白质工程
- 生物技术和工业微生物学
背景情况:
- 微生物转质氨酶 (MTG) 对于食品和药品中的蛋白质修饰至关重要.
- 提高MTG的热稳定性是扩大其工业实用性的关键.
- 之前的工作引入了二硫化物债券,以提高MTG的稳定性.
研究的目的:
- 为了设计一种更耐热的微生物转谷氨酶 (MTG) 突变体.
- 确定特定的氨基酸替代物,以提高MTG的耐热性和催化效率.
- 阐明增强热稳定的结构基础.
主要方法:
- 一个与二硫化物结合的MTG突变体 (D3C/G283C) 的随机突变发生.
- 热稳定性测试测量T50值.
- 酶活性和催化效率 (kcat/Km) 的测量.
- 用X射线结晶学分析结构变化.
主要成果:
- 一种新的MTG突变 (D3C/S101P/G157S/G250R/G283C) 显示T50比野生类型高10°C.
- 最佳反应温度从50°C增加到65°C.
- 在37°C的催化效率 (kcat/Km) 显著提高.
- D3C/G283C MTG的X射线结晶学揭示了微妙的结构差异,可能有助于稳定性.
结论:
- 改造的MTG突变体表现出卓越的热稳定性和催化效率.
- 特定的氨基酸替代,与二硫化键一起,是改善MTG的有效策略.
- 结构洞察力为MTG的进一步蛋白质工程提供了基础.
