Producing Glucose 6-Phosphate from Cellulosic Biomass
Notice bibliographique
Résumé
The most abundant carbohydrate product of cellulosic biomass pyrolysis is the anhydrosugar levoglucosan (1,6-anhydro-β-d-glucopyranose), which can be converted to glucose 6-phosphate by levoglucosan kinase (LGK). In addition to the canonical kinase phosphotransfer reaction, the conversion requires cleavage of the 1,6-anhydro ring to allow ATP-dependent phosphorylation of the sugar O6 atom. Using x-ray crystallography, we show that LGK binds two magnesium ions in the active site that are additionally coordinated with the nucleotide and water molecules to result in ideal octahedral coordination. To further verify the metal binding sites, we co-crystallized LGK in the presence of manganese instead of magnesium and solved the structure de novo using the anomalous signal from four manganese atoms in the dimeric structure. The first metal is required for catalysis, whereas our work suggests that the second is either required or significantly promotes the catalytic rate. Although the enzyme binds its sugar substrate in a similar orientation to the structurally related 1,6-anhydro-N-acetylmuramic acid kinase (AnmK), it forms markedly fewer bonding interactions with the substrate. In this orientation, the sugar is in an optimal position to couple phosphorylation with ring cleavage. We also observed a second alternate binding orientation for levoglucosan, and in these structures, ADP was found to bind with lower affinity. These combined observations provide an explanation for the high Km of LGK for levoglucosan. Greater knowledge of the factors that contribute to the catalytic efficiency of LGK can be used to improve applications of this enzyme for levoglucosan-derived biofuel production.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».