Mechanism-guided tunnel engineering to increase the efficiency of a flavin-dependent halogenase

卤化 黄素组 化学 活动站点 分子动力学 色氨酸 蛋白质工程 组合化学 催化作用 立体化学 计算化学 氨基酸 有机化学 生物化学
作者
Kridsadakorn Prakinee,Aisaraphon Phintha,Surawit Visitsatthawong,Narin Lawan,Jeerus Sucharitakul,Chadaporn Kantiwiriyawanitch,Jiřı́ Damborský,P. Chitnumsub,Karl‐Heinz van Pée,Pimchai Chaiyen
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:5 (6): 534-544 被引量:111
标识
DOI:10.1038/s41929-022-00800-8
摘要

Although flavin-dependent halogenases (FDHs) are attractive for C–H bond activation, their applications are limited due to low turnover and stability. We have previously shown that leakage of a halogenating intermediate, hypohalous acid (HOX), causes FDHs to be inefficient by lessening halogenation yield. Here we employed a mechanism-guided semi-rational approach to engineer the intermediate transfer tunnel connecting two active sites of tryptophan 6-halogenase (Thal). This Thal-V82I variant generates less HOX leakage and possesses multiple catalytic improvements such as faster halogenation, broader substrate utilization, and greater thermostability and pH tolerance compared with the wildtype Thal. Stopped-flow and rapid quench kinetics analyses indicated that rate constants of halogenation and flavin oxidation are faster for Thal-V82I. Molecular dynamics simulations revealed that the V82I substitution introduces hydrophobic interactions which regulate tunnel dynamics to accommodate HOX and cause rearrangement of water networks, allowing better use of various substrates than the wildtype. Our approach demonstrates that an in-depth understanding of reaction mechanisms is valuable for improving efficiency of FDHs.
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
但行好事完成签到,获得积分10
刚刚
liz完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
今后应助小满采纳,获得10
2秒前
顾矜应助碧蓝碧凡采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
XB完成签到,获得积分10
4秒前
Akim应助高兴的故事采纳,获得10
6秒前
15发布了新的文献求助10
7秒前
赘婿应助wawajiao采纳,获得30
7秒前
XB发布了新的文献求助10
8秒前
lsh完成签到,获得积分10
11秒前
图图完成签到,获得积分10
11秒前
Wmwmw完成签到,获得积分10
13秒前
xiaolang2004完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
Copyright应助完美的寄翠采纳,获得10
15秒前
斯文败类应助完美的寄翠采纳,获得10
15秒前
Ava应助完美的寄翠采纳,获得10
15秒前
W溜溜梅完成签到 ,获得积分10
15秒前
A小柴完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
ai完成签到,获得积分10
16秒前
wangzhiyong完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
17秒前
zq完成签到,获得积分10
18秒前
彭于晏应助安风采纳,获得10
18秒前
于yu完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
Tim完成签到,获得积分20
20秒前
20秒前
20秒前
21秒前
希望天下0贩的0应助fung采纳,获得10
22秒前
22秒前
活力思枫发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 800
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7259063
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8881066
关于积分的说明 18764929
捐赠科研通 6939402
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201536
关于科研通互助平台的介绍 2375417
邀请新用户注册赠送积分活动 2177295