Rational Molecular Design for Improved ZHD101 Thermal Stability Based on the Introduction of Disulfide Bonds at the Dimer Interface and B-Factor Analysis

热稳定性 二聚体 饱和突变 化学 热的 单体 氢键 结晶学 材料科学 分子 计算化学 合理设计 二硫键 共价键 热分析 残留物(化学) 分子动力学 分子内力 饱和(图论) 化学物理 热力学 晶体结构 组合化学 分子模型 理论(学习稳定性)
作者
Shaoyan Zheng,Yujie Huang,Haiyi Zhang,Shu Wu,Weiqiu Ding,Chunfang Xie,Dongsheng Yao
出处
期刊:Journal of Agricultural and Food Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:74 (2): 1962-1975 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acs.jafc.5c05633
摘要

Zearalenone hydrolase, derived from Clonostachys rosea, effectively degrades zearalenone, a major contaminant in animal feed; however, its poor thermal stability significantly hinders industrial applications. We improved the thermal stability of ZHD101 through rational molecular design. First, disulfide bonds were introduced at the interface to construct dimers, with ZHD101 T229C demonstrating stable dimerization. Subsequently, two high-vibration hotspot amino acids were selected by analyzing atomic position fluctuations and dynamic information on the dimer crystal structure. A precise mutant library, containing ZHD101 T229C/N137L, ZHD101 T229C/D170L, and ZHD101 T229C/D170C, was obtained by virtual saturation mutagenesis and conformational free energy calculations. The ZHD101 T229C/D170C variant exhibited remarkable thermal stability enhancement, with thermal half-inactivation temperature ( T 50 ) reaching approximately 54 °C (7 °C higher than wild-type) and half-life ( t 1/2 ) at 50 °C extending to 10.5 min (110% increase). The melting temperature ( T m ) of ZHD101 T229C/D170C increased from 49 ± 1.0 °C (wild-type) to 67.1 ± 0.95 °C, representing an increase of 18.1 °C, making it the highest Δ T m value reported for ZEN hydrolases to date. Overall, a combination mutation strategy of introducing disulfide bonds between monomers and utilizing B-factor analysis was applied, resulting in improved thermal stability of ZHD101 T229C/D170C . The improved strategy and identification method reported herein provides a reference for the thermal stability modification and optimization of other proteins.
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
Garrett发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
hugefrog发布了新的文献求助10
1秒前
欢呼篮球发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
沉默盼芙发布了新的文献求助10
2秒前
李健应助称心的语梦采纳,获得10
2秒前
橡木wll完成签到,获得积分10
3秒前
JamesPei应助长情半山采纳,获得10
3秒前
汉堡包应助丫头采纳,获得10
3秒前
LL完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
6秒前
小鹿5460应助孙小子采纳,获得10
6秒前
丢硬币的小孩完成签到,获得积分10
6秒前
Canon发布了新的文献求助30
6秒前
ccc完成签到,获得积分10
7秒前
糕糕完成签到 ,获得积分10
7秒前
充电宝应助靓丽幻梅采纳,获得10
7秒前
junshen完成签到,获得积分10
8秒前
糊涂的曼冬完成签到,获得积分10
8秒前
小小应助风中的哈密瓜采纳,获得30
8秒前
8秒前
Owen应助lfc采纳,获得10
8秒前
JamesPei应助qzaima采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
huzz发布了新的文献求助10
10秒前
hll发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
星辰大海应助minjeong采纳,获得10
10秒前
大方小小完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
欢呼篮球完成签到,获得积分10
12秒前
XIXIw完成签到 ,获得积分10
13秒前
伶俐妙海应助LXC采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
The Cambridge Handbook of Intellectual Property and Upcycling 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 7208816
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8841719
关于积分的说明 18659543
捐赠科研通 6858941
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3181846
关于科研通互助平台的介绍 2341474
邀请新用户注册赠送积分活动 2156196