Engineering the NADPH specificity of DepB, a novel aldo-keto reductase involved in the detoxification of the agroeconomic mycotoxin deoxynivalenol (DON)
Notice bibliographique
Résumé
Deoxynivalenol (DON) is a toxic fungal secondary metabolite produced by Fusarium graminearum which causes Fusarium Head Blight and Pink Ear Rot disease in wheat and corn respectively. DON is a predominant contaminant in cereal grain crops with outbreaks costing the North American cereal grain industry millions of dollars annually. There is a growing need for effective DON mitigation strategies due to DON’s inherent toxicity which affects the performance of livestock fed contaminated grain. Current DON management strategies involve physical decontamination or marginally effective chemical treatments; however, a holistic and targeted approach via the incorporation of DON detoxifying enzymes is a promising strategy. Previous studies demonstrated that D. mutans 17-2-E-8, a soil bacterium, epimerizes DON to the less toxic 3-epi-DON via the intermediate, 3-keto-DON. The process involves two enzymes, DepA, a PQQ-dependent dehydrogenase, and DepB, an NADPH-dependent aldo-keto reductase (AKR). The strict requirement for the expensive cofactor, NADPH, poses a significant impediment to the practical application of these enzymes. Protein engineering approaches can address this issue – by ‘switching’ DepB’s cofactor preference to the cheaper co-factor, NADH. DepB was found to catalyze the transformation of 3-keto DON to 3-epi DON with Km and kcat values of 563.9 µM and 2.49s-1, respectively, using NADPH as a cofactor. Secondly, the enzyme’s Kd for NADPH was determined to be 44.23 µM using fluorescence enhancement assays. Using the solved crystal structure of DepB, docking experiments with DepB revealed that Arg-289, Gln-293, and Lys-216 may be important for NADPH specificity. Therefore, site-specific mutagenesis was performed to replace these residues to enable the enzyme to utilize NADH. The catalytic efficiencies for these designed mutants will next be determined and compared to catalytic efficiencies of the wild type DepB.
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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) | 0,001 | 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 ».