石基酸脱酶的定向进化,以改善非自然辅因子偏好
Xiaobei Liu1, Weiwei Su1, Jing Wu1
1Henan Engineering Research Center of Bioconversion Technology of Functional Microbes, College of Life Science, Henan Normal University, Xinxiang, 453007, China.
研究人员对石基酸脱酶 (SDH) 进行了改造,使其更喜欢尼古丁胺细胞因子二核酸 (NCD) 而不是NADP. 这种辅助因子工程推进了合成新陈代谢,以产生必需的芳香化合物.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 代谢工程是代谢工程.
- 合成生物学 合成生物学
背景情况:
- 石基胺通路对于芳香氨基酸生物合成至关重要.
- 石基酸脱酶 (SDH) 是这一途径中的关键酶,依赖NADP.
- SDH的辅因子工程提供了一条控制新陈代谢流量的途径.
研究的目的:
- 重编程大肠杆菌SDH (EcSDH) 的辅因子偏好.
- 使用非天然的辅因子尼古丁胺胺细胞因子二核酸 (NCD) 制造 EcSDH 突变物.
- 调查改变辅因子特异性的结构基础.
主要方法:
- 针对EcSDH的位点定向突变,以改变辅因子结合口袋特征.
- 使用自然 (NADP) 和非自然 (NCD) 辅因子进行酶活性测定.
- 对辅助因子结合相互作用的结构分析.
主要成果:
- 一种表现最好的突变 (EcSDHNAD-M173N/S193E) 显示了从NADP到NCD的辅因子偏好的2.1 × 104折切换.
- 改变偏好归因于硬质变化和与NCD细胞因子部分的相互作用.
- 突变者有效地使用在现场生成的NCDH产生了shikimate.
结论:
- 工程 EcSDH 显示了对 NCD 的显著改变的辅因子特异性.
- 这为合成代谢应用提供了一个新的生物催化剂.
- 能够有针对性地生产由什基酸盐路径衍生的化合物.
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