Converting NAD-Specific Inositol Dehydrogenase to an Efficient NADP-Selective Catalyst, with a Surprising Twist
Notice bibliographique
Résumé
myo-Inositol dehydrogenase (IDH, EC 1.1.1.18) from Bacillus subtilis converts myo-inositol to scyllo-inosose and is strictly dependent on NAD for activity. We sought to alter the coenzyme specificity to generate an NADP-dependent enzyme in order to enhance our understanding of coenzyme selectivity and to create an enzyme capable of recycling NADP in biocatalytic processes. Examination of available structural information related to the GFO/MocA/IDH family of dehydrogenases and precedents for altering coenzyme selectivity allowed us to select residues for substitution, and nine single, double, and triple mutants were constructed. Mutagenesis experiments with B. subtilis IDH proved extremely successful; the double mutant D35S/V36R preferred NADP to NAD by a factor of 5. This mutant is an excellent catalyst with a second-order rate constant with respect to NADP of 370 000 s⁻¹ M⁻¹, and the triple mutant A12K/D35S/V36R had a value of 570 000 s⁻¹ M⁻¹, higher than that of the wild-type IDH with NAD. The high-resolution X-ray crystal structure of the double mutant A12K/D35S was solved in complex with NADP. Surprisingly, the binding of the coenzyme is altered such that although the nicotinamide ring maintains the required position for catalysis, the coenzyme has twisted by nearly 90°, so the adenine moiety no longer binds to a hydrophobic cleft in the Rossmann fold as in the wild-type enzyme. This change in binding conformation has not previously been observed in mutated dehydrogenases.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 tête enseignante, 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 ».