亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Reshaping Phosphatase Substrate Preference for Controlled Biosynthesis Using a “Design–Build–Test–Learn” Framework

酶动力学 基质(水族馆) 合理设计 产量(工程) 突变体 蛋白质工程 立体化学 生物化学 化学 生化工程 活动站点 生物 纳米技术 材料科学 工程类 生态学 基因 冶金
作者
Jiangong Lu,Xueqin Lv,Wenwen Yu,Jianing Zhang,Jianxing Lu,Yanfeng Liu,Jianghua Li,Guocheng Du,Jian Chen,Long Liu
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:11 (22) 被引量:9
标识
DOI:10.1002/advs.202309852
摘要

Abstract Biosynthesis is the application of enzymes in microbial cell factories and has emerged as a promising alternative to chemical synthesis. However, natural enzymes with limited catalytic performance often need to be engineered to meet specific needs through a time‐consuming trial‐and‐error process. This study presents a quantum mechanics (QM)‐incorporated design–build–test–learn (DBTL) framework to rationally design phosphatase BT4131, an enzyme with an ambiguous substrate spectrum involved in N ‐acetylglucosamine (GlcNAc) biosynthesis. First, mutant M1 (L129Q) is designed using force field‐based methods, resulting in a 1.4‐fold increase in substrate preference ( k cat / K m ) toward GlcNAc‐6‐phosphate (GlcNAc6P). QM calculations indicate that the shift in substrate preference is caused by a 13.59 kcal mol −1 reduction in activation energy. Furthermore, an iterative computer‐aided design is conducted to stabilize the transition state. As a result, mutant M4 (I49Q/L129Q/G172L) with a 9.5‐fold increase in k cat‐GlcNAc6P / K m‐GlcNAc6P and a 59% decrease in k cat‐Glc6P / K m‐Glc6P is highly desirable compared to the wild type in the GlcNAc‐producing chassis. The GlcNAc titer increases to 217.3 g L −1 with a yield of 0.597 g (g glucose) −1 in a 50‐L bioreactor, representing the highest reported level. Collectively, this DBTL framework provides an easy yet fascinating approach to the rational design of enzymes for industrially viable biocatalysts.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
量子星尘发布了新的文献求助10
21秒前
qiqi发布了新的文献求助10
45秒前
57秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
57秒前
57秒前
123完成签到 ,获得积分20
1分钟前
愉快山雁发布了新的文献求助10
1分钟前
我是老大应助cjdecj采纳,获得10
1分钟前
愉快山雁完成签到,获得积分10
1分钟前
wuran发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
陈诚1111发布了新的文献求助10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助30
2分钟前
2分钟前
2分钟前
Mr_老旭完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
爆米花应助笑点低小蚂蚁采纳,获得10
2分钟前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
钱邦国完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
4分钟前
KYT完成签到 ,获得积分10
4分钟前
甜橙完成签到 ,获得积分10
4分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得30
4分钟前
5分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
5分钟前
5分钟前
cookie完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
传奇3应助recardo采纳,获得50
6分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
6分钟前
6分钟前
6分钟前
recardo发布了新的文献求助50
6分钟前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
6分钟前
7分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Exosomes from Umbilical Cord-Originated Mesenchymal Stem Cells (MSCs) Prevent and Treat Diabetic Nephropathy in Rats via Modulating the Wingless-Related Integration Site (Wnt)/β-Catenin Signal Transduction Pathway 500
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 500
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4029533
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3568353
关于积分的说明 11356229
捐赠科研通 3299440
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1816718
邀请新用户注册赠送积分活动 890920
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 813921