Dieselzymes: development of a stable and methanol tolerant lipase for biodiesel production by directed evolution
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Biodiesels are methyl esters of fatty acids that are usually produced by base catalyzed transesterification of triacylglyerol with methanol. Some lipase enzymes are effective catalysts for biodiesel synthesis and have many potential advantages over traditional base or acid catalyzed transesterification. Natural lipases are often rapidly inactivated by the high methanol concentrations used for biodiesel synthesis, however, limiting their practical use. The lipase from Proteus mirabilis is a particularly promising catalyst for biodiesel synthesis as it produces high yields of methyl esters even in the presence of large amounts of water and expresses very well in Escherichia coli. However, since the Proteus mirabilis lipase is only moderately stable and methanol tolerant, these properties need to be improved before the enzyme can be used industrially. RESULTS: We employed directed evolution, resulting in a Proteus mirabilis lipase variant with 13 mutations, which we call Dieselzyme 4. Dieselzyme 4 has greatly improved thermal stability, with a 30-fold increase in the half-inactivation time at 50°C relative to the wild-type enzyme. The evolved enzyme also has dramatically increased methanol tolerance, showing a 50-fold longer half-inactivation time in 50% aqueous methanol. The immobilized Dieselzyme 4 enzyme retains the ability to synthesize biodiesel and has improved longevity over wild-type or the industrially used Brukholderia cepacia lipase during many cycles of biodiesel synthesis. A crystal structure of Dieselzyme 4 reveals additional hydrogen bonds and salt bridges in Dieselzyme 4 compared to the wild-type enzyme, suggesting that polar interactions may become particularly stabilizing in the reduced dielectric environment of the oil and methanol mixture used for biodiesel synthesis. CONCLUSIONS: Directed evolution was used to produce a stable lipase, Dieselzyme 4, which could be immobilized and re-used for biodiesel synthesis. Dieselzyme 4 outperforms the industrially used lipase from Burkholderia cepacia and provides a platform for still further evolution of desirable biodiesel production properties.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».