Retuning Rieske-type Oxygenases to Expand Substrate Range
Notice bibliographique
Résumé
Rieske-type oxygenases are promising biocatalysts for the destruction of persistent pollutants or for the synthesis of fine chemicals. In this work, we explored pathways through which Rieske-type oxygenases evolve to expand their substrate range. BphAE(p4), a variant biphenyl dioxygenase generated from Burkholderia xenovorans LB400 BphAE(LB400) by the double substitution T335A/F336M, and BphAE(RR41), obtained by changing Asn(338), Ile(341), and Leu(409) of BphAE(p4) to Gln(338), Val(341), and Phe(409), metabolize dibenzofuran two and three times faster than BphAE(LB400), respectively. Steady-state kinetic measurements of single- and multiple-substitution mutants of BphAE(LB400) showed that the single T335A and the double N338Q/L409F substitutions contribute significantly to enhanced catalytic activity toward dibenzofuran. Analysis of crystal structures showed that the T335A substitution relieves constraints on a segment lining the catalytic cavity, allowing a significant displacement in response to dibenzofuran binding. The combined N338Q/L409F substitutions alter substrate-induced conformational changes of protein groups involved in subunit assembly and in the chemical steps of the reaction. This suggests a responsive induced fit mechanism that retunes the alignment of protein atoms involved in the chemical steps of the reaction. These enzymes can thus expand their substrate range through mutations that alter the constraints or plasticity of the catalytic cavity to accommodate new substrates or that alter the induced fit mechanism required to achieve proper alignment of reaction-critical atoms or groups.
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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) | 0,000 | 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».