Modulating the pH-activity profile of cellulase A from Cellulomonas fimi by replacement of surface residues
Notice bibliographique
Résumé
One industrial process for the production of cellulosic ethanol and or value-added products involves exposing the cellulose content of plant materials by steam explosion in the presence of strong acid, followed by its neutralization and subsequent digestion with a cocktail of cellulolytic enzymes. These enzymes typically have activity optima at slightly acidic or neutral pH and so generating enzymes that are more active and tolerant in more acidic conditions would help to reduce associated costs. Here, we describe the engineering of cellulase A from Cellulomonas fimi as a model to replace residues that were identified as potentially influencing the pH-activity profile of the enzyme based on sequence alignments and analysis of the known three-dimensional structures of other CAZy family 6 glycoside hydrolases with the aim to lower its pH optimum. Twelve specific residues and a sequence of eight were identified and a total of 30 mutant enzymes were generated. In addition to being replaced with natural amino acids, some of the identified residues were substituted with cysteine and subsequently oxidized to cysteinesulfinate. Of the four single amino acid replacements that produced enhancements of activity at acidic pH, three involved the removal of charged groups from the surface of the enzyme. The generation of double mutations provided mixed results but the combination of Glu407 → Ala and Tyr321 → Phe replacements had an additive effect on the enhancement, reaching a total activity that was 162% of the wild-type level. This study thus illustrated the utility of altering the surface charge properties of the family 6 glycoside hydrolases to enhance activity at low pH and thereby an avenue for further protein engineering.
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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 | 0,000 |
| 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 ».