Strategies for Modulating the pH-Dependent Activity of a Family 11 Glycoside Hydrolase
Notice bibliographique
Résumé
The pH-dependent activity of wild-type Bacillus circulans xylanase (BcX) is set by the pK(a) values of its nucleophile Glu78 and general acid/base Glu172. Herein, we examined several strategies to manipulate these pK(a) values and thereby shift the pH(opt) at which BcX is optimally active. Altering the global charge of BcX through random succinylation had no significant effect. Mutation of residues near or within the active site of BcX, but not directly contacting the catalytic carboxyls, either had little effect or reduced its pH(opt), primarily by lowering the apparent pK(a) value of Glu78. However, mutations causing the largest pK(a) changes also impaired activity. Although not found as a general acid/base in naturally occurring xylanases, substitution of Glu172 with a His lowered the pH(opt) of BcX from 5.6 to 4.7 while retaining 8% activity toward a xylobioside substrate. Mutation of Asn35, which contacts Glu172, to either His or Glu also led to a reduction in pH(opt) by ~1.2 units. Detailed pK(a) measurements by NMR spectroscopy revealed that, despite the opposite charges of the introduced residues, both the N35H and N35E forms of BcX utilize a reverse protonation mechanism. In this mechanism, the pK(a) value of the general acid is lower than that of the nucleophile, and only a small population of enzyme is in a catalytically competent ionization state. However, overall activity is maintained due to the increased strength of the general acid. This study illustrates several routes for altering the pH-dependent properties of xylanases, while also providing valuable insights into complex protein electrostatics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 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 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».