Structure and mechanism of LGK: insights into the bioconversion of levoglucosan
Notice bibliographique
Résumé
Lignocellulosic biomass is an abundant source of carbohydrates that can be used for the production of biofuels. Additional processing of biomass-derived sugars arises from the fact that the most abundant sugar product from biomass pyrolysis is the unusual anhydro-ring containing sugar, levoglucosan (LG). LG does not fall within the native substrate range of commonly used biocatalysts such as Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae. However, LG can be further converted to glucose-6-phosphate through the activity of the sugar kinase known as levoglucosan kinase (LGK), which has been isolated from a variety of fungal sources. Integration of recombinant LGK from Lipomyces starkeyi into an engineered ethanologenic Escherichia coli strain has been shown to allow for the utilization of LG as the sole carbon source for ethanol production [1]. However, challenges associated with effective utilization of LG include a high Km of LGK for LG, and the relatively low activity of LGK at physiological pH. In addition to the practical applications of LGK for biofuel production, the enzyme is an exceptional target for structural and mechanistic studies since it appears to possess dual hydrolase and kinase functionality. In order to gain a better understanding of the structure and mechanism of LGK, we have crystallized and determined several high-resolution X-ray structures of Lipomyces starkeyi LGK bound to reaction substrates and products. We have also recently collected low-resolution neutron diffraction for an LGK crystal, and further optimization of LGK crystals is currently underway to improve crystal size and diffraction. Neutron diffraction will reveal the protonation states of key residues in the active site of LGK and provide highly detailed information about hydrogen bonds, including water-bonding interactions. The rational design of new LGK constructs will be used to improve applications of this enzyme towards levoglucosan derived biofuel production.
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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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».