Structural and mechanistic analysis of a β-glycoside phosphorylase identified by screening a metagenomic library
Notice bibliographique
Résumé
Glycoside phosphorylases have considerable potential as catalysts for the assembly of useful glycans for products ranging from functional foods and prebiotics to novel materials. However, the substrate diversity of currently identified phosphorylases is relatively small, limiting their practical applications. To address this limitation, we developed a high-throughput screening approach using the activated substrate 2,4-dinitrophenyl β-d-glucoside (DNPGlc) and inorganic phosphate for identifying glycoside phosphorylase activity and used it to screen a large insert metagenomic library. The initial screen, based on release of 2,4-dinitrophenyl from DNPGlc in the presence of phosphate, identified the gene bglP, encoding a retaining β-glycoside phosphorylase from the CAZy GH3 family. Kinetic and mechanistic analysis of the gene product, BglP, confirmed a double displacement ping-pong mechanism involving a covalent glycosyl–enzyme intermediate. X-ray crystallographic analysis provided insights into the phosphate-binding mode and identified a key glutamine residue in the active site important for substrate recognition. Substituting this glutamine for a serine swapped the substrate specificity from glucoside to N -acetylglucosaminide. In summary, we present a high-throughput screening approach for identifying β-glycoside phosphorylases, which was robust, simple to implement, and useful in identifying active clones within a metagenomics library. Implementation of this screen enabled discovery of a new glycoside phosphorylase class and has paved the way to devising simple ways in which enzyme specificity can be encoded and swapped, which has implications for biotechnological applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Étiquettes directes de modèles (non validées)
Étiquettes de catégorie et de devis d'étude par modèle, issues des rondes d'étiquetage. C'est une sortie machine, non validée, et le désaccord entre modèles est livré comme donnée. Aucun devis ici n'est encore validé contre MEDLINE.
| Bras | Catégories | Devis d'étude | Confiance |
|---|---|---|---|
| gemma | aucune catégorie Domaine: non disponible · Genre: Empirique Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non | Expérimental (laboratoire) | low |
| gpt | aucune catégorie Domaine: non disponible · Genre: Empirique Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non | Expérimental (laboratoire) | high |
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 | 0,001 |
| 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 validéeÉtiqueté directement par 2 modèles lisant le dossier complet.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».