Sequence- and Structure-Based Mining of Thermostable D-Allulose 3-Epimerase and Computer-Guided Protein Engineering To Improve Enzyme Activity

热稳定性 饱和突变 蛋白质工程 虚拟筛选 基质(水族馆) 突变 计算生物学 活动站点 化学 催化效率 生物化学 组合化学 计算机科学 生物 药物发现 突变 生态学 突变体 基因
作者
Hongbin Qi,Tong Wang,Huimin Li,Chao Li,Lijun Guan,Weidong Liu,Jianwen Wang,Fuping Lu,Shuhong Mao,Hui‐Min Qin
出处
期刊:Journal of Agricultural and Food Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:71 (47): 18431-18442 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acs.jafc.3c07204
摘要

D-Allulose, a functional sweetener, can be synthesized from fructose using D-allulose 3-epimerase (DAEase). Nevertheless, a majority of the reported DAEases have inadequate stability under harsh industrial reaction conditions, which greatly limits their practical applications. In this study, big data mining combined with a computer-guided free energy calculation strategy was employed to discover a novel DAEase with excellent thermostability. Consensus sequence analysis of flexible regions and comparison of binding energies after substrate docking were performed using phylogeny-guided big data analyses. TtDAE from Thermogutta terrifontis was the most thermostable among 358 candidate enzymes, with a half-life of 32 h at 70 °C. Subsequently, structure-guided virtual screening and a customized strategy based on a combinatorial active-site saturation test/iterative saturation mutagenesis were utilized to engineer TtDAE. Finally, the catalytic activity of the M4 variant (P105A/L14C/T63G/I65A) was increased by 5.12-fold. Steered molecular dynamics simulations indicated that M4 had an enlarged substrate-binding pocket, which enhanced the fit between the enzyme and the substrate. The approach presented here, combining DAEases mining with further rational modification, provides guidance for obtaining promising catalysts for industrial-scale production.
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
翠翠发布了新的文献求助10
3秒前
童道之完成签到 ,获得积分10
4秒前
化尔为鸟其名为鹏完成签到 ,获得积分10
8秒前
大力的契完成签到,获得积分10
11秒前
翠翠完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
曾经小伙完成签到 ,获得积分10
15秒前
朴素若枫完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
顾绍飞发布了新的文献求助30
20秒前
20秒前
21秒前
大地上的鱼完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
热情思天发布了新的文献求助10
23秒前
ZhonghanWen发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
过时的电灯胆完成签到 ,获得积分10
27秒前
酷波er应助amerla采纳,获得10
28秒前
宾周发布了新的文献求助30
28秒前
俄而完成签到 ,获得积分10
29秒前
绿色催化完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
飘逸妙柏发布了新的文献求助10
31秒前
文艺的小海豚完成签到,获得积分10
32秒前
晚风完成签到 ,获得积分10
34秒前
可爱的函函应助ZhonghanWen采纳,获得10
34秒前
闻元杰完成签到,获得积分10
35秒前
顾绍飞完成签到,获得积分20
35秒前
ZZZ完成签到,获得积分10
35秒前
36秒前
李健的小迷弟应助糊涂采纳,获得10
36秒前
gy发布了新的文献求助10
39秒前
飘逸妙柏完成签到,获得积分10
43秒前
liyi2022完成签到,获得积分10
44秒前
小周完成签到 ,获得积分10
44秒前
46秒前
星火完成签到,获得积分10
47秒前
50秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
50秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
CRC Handbook of Chemistry and Physics 104th edition 1000
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 600
Introduction to Comparative Public Administration Administrative Systems and Reforms in Europe, Third Edition 3rd edition 500
Distinct Aggregation Behaviors and Rheological Responses of Two Terminally Functionalized Polyisoprenes with Different Quadruple Hydrogen Bonding Motifs 450
Individualized positive end-expiratory pressure in laparoscopic surgery: a randomized controlled trial 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3761753
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3305518
关于积分的说明 10134626
捐赠科研通 3019564
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1658226
邀请新用户注册赠送积分活动 791974
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 754751