酶工程是增强生物催化性能并优化基于蛋白质的材料的强大方法。本研究采用祖先序列重建(ASR),合理设计和过程条件优化,以提高酶稳定性,催化效率和功能特性。探索了四个关键领域:用于手性胺合成,酶促酰胺键的形成,Baeyer-Villiger氧化选择性控制和基于蛋白质的含水材料的跨激酶工程。 为了增强来自硅杆菌pomeroyi(SP -ATA)的ω-转氨酸酶的热稳定性和底物范围,使用ASR来识别稳定突变,从而提高其工业适合性。 为酰胺键的形成,有理设计优化了铜绿假单胞菌N-酰基转移酶(PA AT),并与氯瓜羧酸还原酶还原酶(CAR SR -A)的蛋白质rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus的腺苷酸化结构域相结合。 工程的Y72S/F206N变体显着提高了与药物相关的羧酸的转化率,为化学合成提供了可持续的替代品。 在Baeyer-Villiger氧化中,研究了过程优化以控制区域选择性。 从杆菌和节肢动物物种中工程的Baeyer-Villiger单加氧酶(BVMO)通过增加氧气的可用性,将产品分布转移到了“正常”的内酯。 用于基于蛋白质的吸水材料,patatin诱变改变了带电的氨基酸组成。探索了四个关键领域:用于手性胺合成,酶促酰胺键的形成,Baeyer-Villiger氧化选择性控制和基于蛋白质的含水材料的跨激酶工程。为了增强来自硅杆菌pomeroyi(SP -ATA)的ω-转氨酸酶的热稳定性和底物范围,使用ASR来识别稳定突变,从而提高其工业适合性。为酰胺键的形成,有理设计优化了铜绿假单胞菌N-酰基转移酶(PA AT),并与氯瓜羧酸还原酶还原酶(CAR SR -A)的蛋白质rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus的腺苷酸化结构域相结合。工程的Y72S/F206N变体显着提高了与药物相关的羧酸的转化率,为化学合成提供了可持续的替代品。在Baeyer-Villiger氧化中,研究了过程优化以控制区域选择性。从杆菌和节肢动物物种中工程的Baeyer-Villiger单加氧酶(BVMO)通过增加氧气的可用性,将产品分布转移到了“正常”的内酯。用于基于蛋白质的吸水材料,patatin诱变改变了带电的氨基酸组成。如分子动力学模拟所证明的那样,富含LYS和ASP的变体增加了吸收吸水,这证明了酶工程在可持续吸收材料开发中的潜力。这项研究整合了计算和实验酶工程策略,以改善化学合成和功能性生物材料的生物催化,为工业生物技术和可持续材料科学提供新颖的解决方案。
化学工程和生物技术的整合正在通过在各种应用中有效使用酶来改变行业。酶作为自然生物催化剂,在许多生物过程中一直是数十亿年的关键。然而,生物技术和化学工程的现代进步已促进了在工业环境中对这些蛋白质进行更系统和大规模利用的促进。通过工程酶,研究人员正在开发新颖的解决方案,以更高的精确,效率和可持续性加速化学反应,从而使从药品到食品生产和环境保护的众多部门受益。为了修改工业应用酶,研究人员使用了基因工程,蛋白质工程和计算建模的组合。
概述新加坡的卓越研究和技术企业(Create)的酶工程/合成生物学的博士后位置可在新加坡提供。由CNRS@Create主持,计划“使用Twin Synthetic细菌联盟项目的先进可持续航空燃料的负面生产”(CNEGSAF)是法国和新加坡世界领先机构的国际合作,包括CNRS,包括Toulouse Biotechnologice Institution(TBI),包括Singapore of Singapore,A*STAR,SIFB和SIFB,包括Toulouse Biotechnologice Institution and Toulouse Biotechnologice Institute of Toulouse Biotechnologice Institute of Toulouse Biotechnology Institute of。cnegsaf旨在证明使用合成细菌财团将绿色氢和浓缩废物CO2(由化学公司释放)转换为可持续航空生物燃料的可行性。这项创新的研究计划有可能为新加坡和世界净零排放的目标做出重大贡献,同时为航空业提供可持续的航空燃料。
3.09.1 简介 204 3.09.1.1 Leloir 与非 Leloir GT 及其供体底物 204 3.09.1.2 基于序列的 CAZy 家族和 GT 的结构分类 205 3.09.1.3 GT 的机制 205 3.09.1.3.1 反转 GT 机制 205 3.09.1.3.2 保留 GT 机制 206 3.09.2 GT 活性的抑制 208 3.09.2.1 GT 抑制剂的类型 208 3.09.2.1.1 GT 底物类似物和过渡态类似物 208 3.09.2.1.2 GT 的糖基化抑制剂 211 3.09.2.1.3 天然产物作为 GT 抑制剂 212 3.09.2.1.4 结构多样的合成小分子作为 GT 抑制剂 214 3.09.2.2 识别 GT 抑制剂的高通量筛选策略 215 3.09.2.2.1 通过核苷酸释放测量 GT 活性的偶联酶测定 215 3.09.2.2.2 基于碳水化合物微阵列的 GT 测定 216 3.09.2.2.3 基于荧光偏振的 GT 测定 217 3.09.2.2.4 使用荧光团标记的糖供体直接荧光测定 GT 活性 219 3.09.2.2.5 糖苷酶依赖性荧光偶联 GT 测定 219 3.09.3 GT 活性工程 221 3.09.3.1 使用合理的蛋白质设计修改 GT 活性 221 3.09.3.1.1 GT 的定向诱变 221 3.09.3.1.2 域交换生成 GT 嵌合体 222 3.09.3.2 高通量筛选策略及其在发现和设计 GT 活性中的应用 225 3.09.3.2.1 用于天然产物 GT 定向进化的基于平板的荧光猝灭策略 225 3.09.3.2.2 通过 FACS 进行细胞内荧光捕获以筛选 GT 活性 225 3.09.3.2.3 在基于平板和颗粒的体外试验以及基于 FACS 的体内试验中利用聚糖结合蛋白筛选 GT 活性 227 3.09.4 结论 228 参考文献 228
离子液体 (IL) 是室温下熔融的有机盐,可用于多种用途。许多 IL,例如 1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐 ([C 2 C 1 Im][OAc]),已被证明可以在预处理过程中从生物质中去除大量复杂的生物聚合物木质素。通过生物途径(例如酶)来增值木质素很有前景,但受到许多用于预处理的 IL 生物相容性低的限制。热稳定酶的发现和酶工程技术的应用已经产生了能够承受高浓度 IL 的生物催化剂。将木质素从废品转化为增值化学品对于未来纤维素生物精炼厂的成功至关重要。为此,我们在水性 [C 2 C 1 Im][OAc] 中筛选了超嗜热菌(嗜热菌)的木质素分解酶漆酶的活性。尽管该漆酶具有嗜热性(T opt > 90 ◦ C),但仅在 2% (w/v) [C 2 C 1 Im][OAc] 中观察到明显的活性损失(> 50%)。动力学研究表明,IL 可以与游离酶和酶-底物复合物结合。对接模拟表明阳离子倾向于与靠近活性位点的区域结合。然后,我们采用合理的设计策略来提高漆酶在 [C 2 C 1 Im][OAc] 中的活性。共进行了 8 次单氨基酸突变;然而,与野生型相比,突变体在 [C 2 C 1 Im][OAc] 中的活性没有显著提高。该研究结果揭示了酶-IL相互作用的复杂性质以及设计生物木质素增值策略时面临的挑战。