Conversión funcional de peroxigenasa en peroxidasa en P450BM3-H facilitado por DFSM 2 O 2 sistema. Crédito:Ma Nana
La catálisis enzimática es una solución ecológica prometedora para la producción de productos farmacéuticos, productos químicos finos, y biocombustibles. Sin embargo, explorar su promiscuidad catalítica para expandir y mejorar las capacidades de las enzimas sigue siendo un desafío.
Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Cong Zhiqi del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao (QIBEBT) de la Academia de Ciencias de China (CAS) aplicó una estrategia de ingeniería de proteínas de mutación de residuos sensibles a redox que permite que el sistema de peroxigenasa logre una peroxidasa eficiente. actividad.
El estudio fue publicado en Catálisis ACS el 28 de junio.
En su estudio anterior, los investigadores informaron un único H 2 O 2 -sistema de citocromo P450 dependiente impulsado por una molécula pequeña de doble función (DFSM), que exhibió una función peroxigenasa altamente eficiente en lugar de actividad peroxidasa. "Sin embargo, la funcionalidad peroxidasa catalítica de P450s aún no se ha explorado completamente, "dijo el Dr. Cong.
Para expandir la promiscuidad catalítica del P450-H facilitado por DFSM 2 O 2 sistema, los investigadores analizaron tres posibles vías catalíticas en el sistema, e infirió que la oxidación competitiva intrínseca de residuos sensibles a redox puede ser la razón principal para prevenir su función peroxidasa.
Identificaron puntos calientes de residuos sensibles a redox, y luego usó un pequeño número de aminoácidos elegidos lógicamente para intercambiar los residuos en los puntos calientes.
Después de combinar mutaciones iterativas de varias rondas de residuos sensibles a redox en diferentes sitios, los investigadores se dieron cuenta de la función peroxidasa del P450-H facilitado por DFSM 2 O 2 sistema con actividad de oxidación eficiente de un electrón hacia varios sustratos. Este sistema alcanzó la mejor actividad peroxidasa de cualquier P450 informado hasta la fecha, y rivalizó con la mayoría de las peroxidasas naturales.
El estudio de simulación colaborativo con el Dr. WANG Binju de la Universidad de Xiamen mostró la posibilidad del origen de la actividad peroxidasa en el P450BM3-H facilitado por DFSM 2 O 2 sistema de la eliminación de los residuos sensibles a redox para eliminar sus oxidaciones competitivas o la alteración de la orientación del sustrato después de la ingeniería de proteínas.
"El estudio proporciona nuevos conocimientos y estrategias relevantes para expandir la promiscuidad catalítica de los P450 mediante la combinación de los efectos de la ingeniería de proteínas y las moléculas exógenas, "dijo el Dr. Cong.
