Improvement of the Thermostability and Activity of a Pectate Lyase by Single Amino Acid Substitutions, Using a Strategy Based on Melting-Temperature-Guided Sequence Alignment
Notice bibliographique
Résumé
In the vast number of random mutagenesis experiments that have targeted protein thermostability, single amino acid substitutions that increase the apparent melting temperature (Tm) of the enzyme more than 1 to 2 degrees C are rare and often require the creation of a large library of mutated genes. Here we present a case where a single beneficial mutation (R236F) of a hemp fiber-processing pectate lyase of Xanthomonas campestris origin (PL(Xc)) produced a 6 degrees C increase in Tm and a 23-fold increase in the half-life at 45 degrees C without compromising the enzyme's catalytic efficiency. This success was based on a variation of sequence alignment strategy where a mesophilic amino acid sequence is matched with the sequences of its thermophilic counterparts that have established Tm values. Altogether, two-thirds of the nine targeted single amino acid substitutions were found to have effects either on the thermostability or on the catalytic activity of the enzyme, evidence of a high success rate of mutation without the creation of a large gene library and subsequent screening of clones. Combination of R236F with another beneficial mutation (A31G) resulted in at least a twofold increase in specific activity while preserving the improved Tm value. To understand the structural basis for the increased thermal stability or activity, the variant R236F and A31G R236F proteins and wild-type PL(Xc) were purified and crystallized. By structure analysis and computational methods, hydrophobic desolvation was found to be the driving force for the increased stability with R236F.
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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 | 0,000 |
| 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 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 ».