How directed evolution reshapes the energy landscape in an enzyme to boost catalysis

能源景观 定向进化 催化作用 化学 分子动力学 蛋白质工程 构象变化 蛋白质设计 氧阴离子孔 活动站点 硼氢化 蛋白质结构 过渡状态 化学物理 酶催化 计算化学 立体化学 突变体 生物化学 基因
作者
Renee Otten,R.A.P. Padua,H. Adrian Bunzel,Vy Nguyen,Warintra Pitsawong,MacKenzie Patterson,Shuo Sui,Sarah L. Perry,Aina E. Cohen,Donald Hilvert,Dorothee Kern
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:370 (6523): 1442-1446 被引量:132
标识
DOI:10.1126/science.abd3623
摘要

The advent of biocatalysts designed computationally and optimized by laboratory evolution provides an opportunity to explore molecular strategies for augmenting catalytic function. Applying a suite of nuclear magnetic resonance, crystallography, and stopped-flow techniques to an enzyme designed for an elementary proton transfer reaction, we show how directed evolution gradually altered the conformational ensemble of the protein scaffold to populate a narrow, highly active conformational ensemble and accelerate this transformation by nearly nine orders of magnitude. Mutations acquired during optimization enabled global conformational changes, including high-energy backbone rearrangements, that cooperatively organized the catalytic base and oxyanion stabilizer, thus perfecting transition-state stabilization. The development of protein catalysts for many chemical transformations could be facilitated by explicitly sampling conformational substates during design and specifically stabilizing productive substates over all unproductive conformations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
yuyuyu完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
李爱国应助裤裤子采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
asdas123发布了新的文献求助10
1秒前
十七发布了新的文献求助10
2秒前
小太阳完成签到,获得积分10
2秒前
ok发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
黄玉莹完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
W~舞完成签到,获得积分10
3秒前
情怀应助Eliauk采纳,获得10
3秒前
nmll4发布了新的文献求助10
3秒前
程璟曦完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
小巧皮卡丘完成签到,获得积分10
4秒前
众生平等发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
mimeow完成签到 ,获得积分10
4秒前
深情安青应助苹果万恶采纳,获得10
5秒前
5秒前
zwyyyyyyy发布了新的文献求助10
5秒前
TheWay发布了新的文献求助10
5秒前
sinlar发布了新的文献求助10
5秒前
LYSM应助zxx采纳,获得20
5秒前
小蘑菇应助xilon采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
willa发布了新的文献求助10
7秒前
lvzhihao发布了新的文献求助10
7秒前
大怪兽发布了新的文献求助10
7秒前
hehe完成签到,获得积分20
7秒前
hhh完成签到,获得积分10
7秒前
打打应助璃月稻妻采纳,获得10
7秒前
xiaolizi发布了新的文献求助10
7秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6463485
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8271096
关于积分的说明 17633407
捐赠科研通 5535614
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2907067
邀请新用户注册赠送积分活动 1883916
关于科研通互助平台的介绍 1730824