通过组合合理设计增强微细菌雌激酶的热稳定性

科学领域:

• 生物催化和酶工程 生物催化和酶工程
• 蛋白质工程是指蛋白质工程.
• 有机合成 有机合成

背景情况:

• 来自*微细菌*的雌激酶EstSIT01对于合成d-生物素的奇拉中间体至关重要.
• 该酶的低温稳定性阻碍了其实际应用,尽管产量高和立体选择性.
• 提高酶的热稳定性对于工业生物催化剂至关重要.

研究的目的:

• 通过合理的蛋白质工程来提高酶EstSIT01的热稳定性.
• 为了确定增强热稳定的特定突变,而不会影响催化活性.
• 为了评估工程化酶在合性中间体的合成中的性能.

主要方法:

• 使用表面残留物替代 (SRS) 和共识突变策略用于合理的酶修饰.
• 产生并选了9个SRS变体和6个共识突变候选者.
• 描述了野生类型和突变雌激酶的热稳定性,活性,动力参数和最佳反应条件.

主要成果:

• 确定了具有增强热稳定的单个突变G215A和G316A (SRS) 和E301P和A332P (共识突变).
• 突变E301P与野生类型EstSIT01.01相比,在45°C,55°C和65°C的温度下显著改善了热失活半衰期 (t1/2).
• 组合突变体显示了轻微的活性增强,但E301P仍然是热稳定性最好的单一突变体;E301P/G215A/G293A显示了更好的活性和稳定性.

结论:

• 合理的设计策略成功地提高了酶EstSIT01.01的热稳定性.
• 突变E301P表现出优越的热稳定性,使其成为合成d-生物中间体的有希望的生物催化剂.
• 减少的自由能量和增强的疏水性相互作用与改善的酶稳定性相关.