Cold adaptation of thermostable enzymes by surface loops' mutagenesis

通过表面环诱变实现热稳定性酶的冷适应

• 批准号: 23658095
• 负责人: HIBI Takao
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Fukui Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23658095/
• 关键词: タンパク質工学; 酵素; 分子設計; 好冷性酵素; psychrophilic; enzyme; protein engineering; 省エネルギー; 食品; 洗剤; 枯草菌; X線結晶構造解析; 酵素分析; バイオセンサ

The high activity of psychrophilic enzymes offers potential benefits through substantial energy savings in large-scale chemical processes. Trp279 and Pro287 of Bacillus sp. TB-90 uricase were predicted to be located at hinges of the interface loop II. The optimum temperature of the W279L+P287G mutant decreased from 50 degree to 30 degree without loss of its thermal stability. Here, we determined its crystal structure at a 2.1 angstrom resolution. The residues 284-289 were missing and the other residues in the loop showed higher temperature factors. The flexibility of the loop may be responsible for the successful cold adaptation. The saturation mutagenesis studies on seven residues in the surface loops of alpha-amylase from Bacillus subtilis were also performed. Psychorphilic mutants of five residues were obtained by the screening using the starch degradation assay. They showed 120-300% increases of the activities with having kept thermal stability.

嗜冷酶的高活性通过在大规模化学过程中大量节省能源提供了潜在的好处。预计芽孢杆菌TB-90尿酸酶的Trp 279和Pro 287位于界面环II的铰链处。W279 L + P287 G突变体的最适温度从50 ℃降至30 ℃，但其热稳定性没有丧失。在这里，我们以2.1埃的分辨率确定了它的晶体结构。残基284-289缺失，环中的其他残基显示出更高的温度因子。环路的灵活性可能是成功的冷适应的原因。对枯草芽孢杆菌α-淀粉酶表面环中的7个残基进行了饱和诱变研究。通过淀粉降解试验筛选得到5个残基的嗜冷突变体。它们在保持热稳定性的情况下显示出120-300%的活性增加。

项目成果

硫酸イオン塩架橋によるBacillus sp. TB-90ウリカーゼのサブユニット解離に伴う熱安定性

通过硫酸盐交联与芽孢杆菌属物种 TB-90 尿酸酶亚基解离相关的热稳定性

• 作者: 日ビ 隆雄;伊藤 貴文;林 祐太;西矢 芳昭
• 通讯作者: 西矢 芳昭

Crystal structure of bacterial cell-surface multimodular chitinase

细菌细胞表面多模块几丁质酶的晶体结构

• 发表时间: 2012
• 作者: Takao Hibi;Takafumi Itoh;Yoshiaki Nishiya
• 通讯作者: Yoshiaki Nishiya

超耐熱型好冷性ウリカーゼを用いた尿酸簡易測定法

使用超嗜热尿酸酶测量尿酸的简单方法

• 发表时间: 2013
• 作者: 日ビ 隆雄;伊藤 貴文;林 祐太;西矢 芳昭
• 通讯作者: 西矢 芳昭

耐熱性を有する好冷性変異体Bacillus ウリカーゼの構造機能解析

耐热嗜冷突变体尿酸芽孢杆菌的结构和功能分析

• 发表时间: 2012
• 作者: 小川 智輝;伊藤 貴文;岸本 高英;西矢 芳昭;日ビ 隆雄
• 通讯作者: 日ビ 隆雄

部位特異的変異により作製した超耐熱型好冷性ウリカーゼ

通过定点诱变产生的超耐热嗜冷尿酸酶

• 发表时间: 2012
• 作者: 小川智明 他;６名
• 通讯作者: ６名