Substrate specificity mapping of fungal CAZy AA3_2 oxidoreductases
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Oxidative enzymes targeting lignocellulosic substrates are presently classified into various auxiliary activity (AA) families within the carbohydrate-active enzyme (CAZy) database. Among these, the fungal AA3 glucose–methanol–choline (GMC) oxidoreductases with varying auxiliary activities are attractive sustainable biocatalysts and important for biological function. CAZy AA3 enzymes are further subdivided into four subfamilies, with the large AA3_2 subfamily displaying diverse substrate specificities. However, limited numbers of enzymes in the AA3_2 subfamily are currently biochemically characterized, which limits the homology-based mining of new AA3_2 oxidoreductases. Importantly, novel enzyme activities may be discovered from the uncharacterized parts of this large subfamily. Results In this study, phylogenetic analyses employing a sequence similarity network (SSN) and maximum likelihood trees were used to cluster AA3_2 sequences. A total of 27 AA3_2 proteins representing different clusters were selected for recombinant production. Among them, seven new AA3_2 oxidoreductases were successfully produced, purified, and characterized. These enzymes included two glucose dehydrogenases ( Ta GdhA and Mc GdhA), one glucose oxidase ( Ap GoxA), one aryl alcohol oxidase ( Ps AaoA), two aryl alcohol dehydrogenases ( As AadhA and As AadhB), and one novel oligosaccharide (gentiobiose) dehydrogenase ( Ki OdhA). Notably, two dehydrogenases ( Ta GdhA and Ki OdhA) were found with the ability to utilize phenoxy radicals as an electron acceptor. Interestingly, phenoxy radicals were found to compete with molecular oxygen in aerobic environments when serving as an electron acceptor for two oxidases ( Ap GoxA and Ps AaoA), which sheds light on their versatility. Furthermore, the molecular determinants governing their diverse enzymatic functions were discussed based on the AlphaFold structures. Conclusions The phylogenetic analyses and biochemical characterization of AA3_2s provide valuable guidance for future investigation of AA3_2 sequences and proteins. A clear correlation between enzymatic function and SSN clustering was observed. The discovery and biochemical characterization of these new AA3_2 oxidoreductases bring exciting prospects for biotechnological applications and broadens our understanding of their biological functions.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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.
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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 ».