绿霉菌生长的GH5纤维素酶的KnowVolution可改善生物质降解的热稳定性

KnowVolution of a GH5 Cellulase from Penicillium verruculosum to Improve Thermal Stability for Biomass Degradation

来源：ACS

IF：7.63

摘要：了解纤维素酶的热稳定性对于它们在木质纤维素生物质降解、原料以及纸浆和纸张生产中的应用非常重要。纤维素酶在各种应用领域，例如在生物乙醇生产中，必须经受高温和苛刻的条件。工程热稳定纤维素酶增加了纤维素酶在过程中的寿命，有助于更可持续的生产。在这里，我们报道了第一次旨在提高疣状青霉菌内切β-1，4-葡聚糖酶PvCel5A热稳定性的知识进化运动。PvCel5A的C末端区域(第八个α-螺旋，氨基酸残基280–314)被鉴定为提高PvCel5A的热稳定性而不影响其比活性的关键结构决定因素。最有益的变体，PvCel5A-R17，有三个取代基(F16L/Y293F/Q289G)；与野生型聚乙烯吡咯烷酮5A相比，其在75℃下的半衰期提高了5.5倍(从32分钟到175分钟)，熔化温度提高了7.7℃(从70.8℃)。例外的是，热改进的PvCel5A-R17变体在低温(40℃)下仍保持其比活性。计算分析表明，聚乙烯吡咯烷酮5A碳末端区域的稳定是热稳定性提高的原因。这些知识将有助于缩短纤维素酶工程的时间，从而提高工艺的性能和可持续性。