Unlocking the Stereoselectivity and Substrate Acceptance of Enzymes: Proline-Induced Loop Engineering Test

酶的立体选择性和底物接受度的解锁：脯氨酸诱导的loop工程

来源：ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION

IF：14.205

摘要：酶的可进化性与其稳定性密切相关：将蛋白质稳定性调整到一个可容忍的水平可以作为提高蛋白质进化能力的一种手段；远离活性位点的loop中的残基仍然可以通过构象变化影响底物识别和催化作用，并伴随结合口袋的重塑；如何有效和正确地引入酶构象动力学来提高其进化能力是一个长期存在的问题，将热点定位在活性位点之外是困难的。将脯氨酸引入蛋白质的研究已经进行了无数次，其目的通常是为了提高稳定性。脯氨酸起着有效的α-helix/β-strand阻断的作用。因此，在α-helix/β-strand和loop的边缘观察到脯氨酸是非常常见的。Loop动力学是构象多样性中无处不在的核心元素之一，尤其受脯氨酸残基的影响。因此，作者设想，对现有脯氨酸的微调可以释放独特的潜在构象动力学，从而促进新功能的进化。Proline-induced Loop engineering Test (PiLoT) ：通过改变界面脯氨酸残基来诱导活性位点loop动力学的变化。突变重点位于活性位点loop N末端的脯氨酸残基上。理想的实验对象应该是一种稳定的酶，当接受功能上有益的突变时，它可能能够容忍合理的不稳定性。

构象可塑性不是进化能力增强的根源，而是改变稳定性的结果。来自Thermoanaerobacter brockii的锌依赖性乙醇脱氢酶（TbSADH）作为不对称还原大体积前手性酮的催化剂，因其显著的热稳定性和广泛的适用性而被广泛研究。其野生型（WT）几乎无活性，如何实现高活性的手性转化确实是一个重大挑战。