Characterization of a cytochrome P450 that catalyzes the O-demethylation of lignin-derived benzoates
Notice bibliographique
Résumé
Cytochromes P450 (P450s) are a superfamily of heme-containing enzymes possessing a broad range of monooxygenase activities. One such activity is O -demethylation, an essential and rate-determining step in emerging strategies to valorize lignin that employ carbon–carbon bond cleavage. We recently identified PbdA, a P450 from Rhodococcus jostii RHA1, and PbdB, its cognate reductase, which catalyze the O -demethylation of para -methoxylated benzoates ( p -MBAs) to initiate growth of RHA1 on these compounds. PbdA had the highest affinity ( K d = 3.8 ± 0.6 μM) and apparent specificity ( k cat / K M = 20,000 ± 3000 M -1 s -1 ) for p- MBA. The enzyme also O -demethylated two related lignin-derived aromatic compounds with remarkable efficiency: veratrate and isovanillate. PbdA also catalyzed the hydroxylation and dehydrogenation of p- ethylbenzoate even though RHA1 did not grow on this compound. Atomic-resolution structures of PbdA in complex with p -MBA, p- ethylbenzoate, and veratrate revealed a cluster of three residues that form hydrogen bonds with the substrates' carboxylate: Ser87, Ser237, and Arg84. Substitution of these residues resulted in lower affinity and O -demethylation activity on p -MBA as well as increased affinity for the acetyl analog, p- methoxyacetophenone. The S87A and S237A variants of PbdA also catalyzed the O -demethylation of an aldehyde analog of p -MBA, p -methoxy-benzaldehyde, while the R84M variant did not, despite binding this compound with high affinity. These results suggest that Ser87, Ser237, and Arg84 are not only important determinants of specificity but also help to orientate that substrate correctly in the active site. This study facilitates the design of biocatalysts for lignin valorization.
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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.
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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 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 ».