Oleic acid based experimental evolution of Bacillus megaterium yielding an enhanced P450 BM3 variant
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Unlike most other P450 cytochrome monooxygenases, CYP102A1 from Bacillus megaterium (BM3) is both soluble and fused to its redox partner forming a single polypeptide chain. Like other monooxygenases, it can catalyze the insertion of oxygen unto the carbon-hydrogen bond which can result in a wide variety of commercially relevant products for pharmaceutical and fine chemical industries. However, the instability of the enzyme holds back the implementation of a BM3-based biocatalytic industrial processes due to the important enzyme cost it would prompt. RESULTS: In this work, we sought to enhance BM3's total specific product output by using experimental evolution, an approach not yet reported to improve this enzyme. By exploiting B. megaterium's own oleic acid metabolism, we pressed the evolution of a new variant of BM3, harbouring 34 new amino acid substitutions. The resulting variant, dubbed DE, increased the conversion of the substrate 10-pNCA to its product p-nitrophenolate 1.23 and 1.76-fold when using respectively NADPH or NADH as a cofactor, compared to wild type BM3. CONCLUSIONS: This new DE variant, showed increased organic cosolvent tolerance, increased product output and increased versatility in the use of either nicotinamide cofactors NADPH and NADH. Experimental evolution can be used to evolve or to create libraries of evolved BM3 variants with increased productivity and cosolvent tolerance. Such libraries could in turn be used in bioinformatics to further evolve BM3 more precisely. The experimental evolution results also supports the hypothesis which surmises that one of the roles of BM3 in Bacillus megaterium is to protect it from exogenous unsaturated fatty acids by breaking them down.
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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 | 0,001 |
| 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 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 ».