合成生物催化剂 摘译自https://aem.asm.org/content/85/12/e00459-19        

    追踪酶的进化轨迹,有助于阐明酶在进化过程中如何实现其特有的功能,如热适应和底物选择性。如果有足够的序列数据,则追踪进化过程的原代序列重建(ASR)将是有效的。从数据库中选择序列,生成一个有序的序列库,是ASR成功设计人工蛋白质的必要条件。最近发表在《Applied and Environmental Microbiology》上“Following the Evolutionary Track of a Highly Specific L-Arginine Oxidase by Reconstruction and Biochemical Analysis of Ancestral and Native EnzymesFollowing the Evolutionary Track of a Highly Specific L-Arginine Oxidase by Reconstruction and Biochemical Analysis of Ancestral and Native Enzymes”L-精氨酸氧化酶(L-arginine oxidaseAROD)为研究对象,追踪其进化轨迹。

L -精氨酸氧化酶(AROD)是一种依赖于黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的氨基酸氧化酶(L-amino acid oxidaseLAAO),对L-精氨酸具有较高的特异性。通过选择序列生成库,其中第1550332580个残基分别为GlySerTrpThr。我们排除了极短或极长的序列以及序列一致性较低的序列。使用该库设计了3个原代ARODs (AncARODn0AncARODn1AncARODn2)。随后,我们在细菌中表达了原代ARODs和天然Oceanobacter kriegii来源的 AROD (OkAROD)。其中AncARODn0在系统发育上与OkAROD最遥远,而AncARODn2OkAROD最相似。通过将AROD序列延伸回原代序列来逐渐增加热稳定性,当其残余活性为AncARODn0最大测定活性的一半(T1/2)时,温度比OkAROD20。值得注意的是,只有AncARODn0表现出广泛的底物选择性类似于传统滥交LAAO(见图)。

Figure.Schematic model representing the biochemical parameters of ancestral and native ARODs on a phylogenetic tree.

综上,本研究发现推断出,AROD可能是由一种高度不稳定且滥交的LAAO进化而来的。

(杨萍 摘译)


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