Engineered Tryptophan Synthase Balances Equilibrium Effects and Fast Dynamic Effects.
Engineered Tryptophan Synthase Balances Equilibrium Effects and Fast Dynamic Effects.
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设计的色氨酸合酶平衡了平衡效应和快速动态效应。
DOI：
10.1021/acscatal.1c03913
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发表时间：
2022-01-21
期刊：
影响因子：
12.9
通讯作者：
Schwartz, Steven D.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Schafer, Joseph W.;Chen, Xi;Schwartz, Steven D.
关键词：
在制药和工业实验室中创造高效稳定的催化酶是一个重要的研究目标。Arnold等人使用定向进化来工程化天然色氨酸合酶以产生在实验室条件下可操作而不需要天然变构效应物的突变体。定向进化的使用允许研究人员在不了解结构-活性关系的情况下改进酶。在这里，我们提出了一个过渡路径抽样研究的色氨酸合成酶催化循环中的一个关键的化学转化。我们观察到，虽然定向进化确实从稳定性的角度模拟了天然的变构效应，但与化学相关的快速蛋白质动力学已经发生了显着改变。这项工作为蛋白质动力学在催化中的作用提供了进一步的证据，并清楚地表明了与蛋白质工程相关的突变的多方面复杂性。这项研究还证明了在飞秒时间尺度上变构和独立功能之间的迷人对比。
Creating efficient and stable enzymes for catalysis in pharmaceutical and industrial laboratories is an important research goal. Arnold et al. used directed evolution to engineer a natural tryptophan synthase to create a mutant that is operable under laboratory conditions without the need for a natural allosteric effector. The use of directed evolution allows researchers to improve enzymes without understanding the structure–activity relationship. Here, we present a transition path sampling study of a key chemical transformation in the tryptophan synthase catalytic cycle. We observed that while directed evolution does mimic the natural allosteric effect from a stability perspective, fast protein dynamics associated with chemistry has been dramatically altered. This work provides further evidence of the role of protein dynamics in catalysis and clearly demonstrates the multifaceted complexity of mutations associated with protein engineering. This study also demonstrates a fascinating contrast between allosteric and stand-alone functions at the femtosecond time scale.
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影响因子：
18.2
作者：
Goings JJ;Hammes-Schiffer S
通讯作者：
Hammes-Schiffer S
DOI：
10.1039/c8cc02426j
发表时间：
2018-06-19
期刊：
Chemical communications (Cambridge, England)
影响因子：
--
作者：
Maria-Solano MA ;Serrano-Hervás E ;Romero-Rivera A ;Iglesias-Fernández J ;Osuna S
通讯作者：
Osuna S
影响因子：
4.4
作者：
Antoniou, Dimitri;Schwartz, Steven D.
通讯作者：
Schwartz, Steven D.
影响因子：
3.3
作者：
Antoniou, Dimitri;Schwartz, Steven D.
通讯作者：
Schwartz, Steven D.
影响因子：
5.6
作者：
Paci, E;Caflisch, A;Karplus, M
通讯作者：
Karplus, M