Lernen aus Protein‐Engineering durch Dekonvolution von Multi‐Mutationalen Enzymvarianten** DOI Creative Commons
Frank Hollmann,

Joaquin Sanchis,

Manfred T. Reetz

et al.

Angewandte Chemie, Journal Year: 2024, Volume and Issue: 136(36)

Published: June 17, 2024

Abstract Diese Übersicht analysiert eine Entwicklung in der Biochemie, Enzymologie und Biotechnologie, die ursprünglich als Überraschung betrachtet wurde. Nach Etablierung gerichteten Evolution stereoselektiver Enzyme organischen Chemie wurde das Konzept partiellen oder vollständigen Dekonvolution selektiver multi‐mutationaler Varianten eingeführt. Frühe Dekonvolutionsexperimente von stereoselektiven Enzymvarianten führten zu Erkenntnis, dass Mutationen kooperativ antagonistisch miteinander interagieren können, nicht nur additiv. Im letzten Jahrzehnt dieses Phänomen allgemeingültig nachgewiesen. In einigen Studien wurden molekulardynamische (MD) quantenmechanische/ molekülmechanische (QM/MM) Berechnungen durchgeführt, um Licht auf den Ursprung Nicht‐Additivität allen Phasen eines evolutionären Aufstiegs werfen. Daten können verwendet werden, einzigartige mehrdimensionale, zerklüftete („rugged“) Fitness‐Pfad‐Landschaften experimentell konstruieren. Sie bieten mechanistische Einblicke, sich traditionellen Fitnesslandschaften erheblich unterscheiden. einem verwandten Bereich haben Biochemiker lange Ergebnis Einführung zwei Punktmutationen Enzym aus mechanistischen Gründen getestet, gefolgt Vergleich mit entsprechenden Doppelmutante sogenannten Doppelmutanten‐Zyklen, additive Effekte zeigten. jüngerer Zeit auch hier kooperative antagonistische nicht‐additive aufgedeckt. Wir schließen Vorschlägen für zukünftige Arbeiten fordern ein einheitliches Gesamtbild Epistasis.

Learning from Protein Engineering by Deconvolution of Multi‐Mutational Variants DOI Creative Commons
Frank Hollmann,

Joaquin Sanchis,

Manfred T. Reetz

et al.

Angewandte Chemie International Edition, Journal Year: 2024, Volume and Issue: 63(36)

Published: June 17, 2024

Abstract This review analyzes a development in biochemistry, enzymology and biotechnology that originally came as surprise. Following the establishment of directed evolution stereoselective enzymes organic chemistry, concept partial or complete deconvolution selective multi‐mutational variants was introduced. Early experiments led to finding mutations can interact cooperatively antagonistically with one another, not just additively. During past decade, this phenomenon shown be general. In some studies, molecular dynamics (MD) quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) computations were performed order shed light on origin non‐additivity at all stages an evolutionary upward climb. Data used construct unique multi‐dimensional rugged fitness pathway landscapes, which provide mechanistic insights different from traditional landscapes. Along related line, biochemists have long tested result introducing two point enzyme for reasons, followed by comparison respective double mutant so‐called cycles, showed only additive effects, but more recently also uncovered cooperative antagonistic non‐additive effects. We conclude suggestions future work, call unified overall picture epistasis.

Language: Английский

Citations

21
Interactions of non-starch polysaccharides with the gut microbiota and the effect of non-starch polysaccharides with different structures on the metabolism of the gut microbiota: A review DOI
Yujiao Sun, Jun Yao, Rui Gao

et al.

International Journal of Biological Macromolecules, Journal Year: 2025, Volume and Issue: 296, P. 139664 - 139664

Published: Jan. 9, 2025

Language: Английский

Citations

2
Salidroside production through cascade biocatalysis with a thermostability-enhanced UDP-glycosyltransferase DOI
Guosi Li, Shanyong Yi,

Haijiao Wang

et al.

International Journal of Biological Macromolecules, Journal Year: 2025, Volume and Issue: 299, P. 140261 - 140261

Published: Jan. 23, 2025

Language: Английский

Citations

1
Engineering of Glycosyltransferase for Efficient Biosynthesis of Salidroside DOI
Fucheng Zhu,

Zixu Yan,

Kexue Zhao

et al.

Journal of Agricultural and Food Chemistry, Journal Year: 2025, Volume and Issue: unknown

Published: March 28, 2025

Salidroside has been widely used in the cosmetic and medicinal industries. Previously, potential glycosyltransferase UGTBS was obtained for salidroside synthesis. However, catalytic efficiency undesirable. In this study, a semirational design applied to engineer UGTBS. The quadruple mutant M4 (I62N/S129T/F168W/Y316S) showed significantly enhanced A conversion rate of 94.7% using M4, which 2.2-fold higher than that wild-type. regioselectivity toward tyrosol hydroxyl also improved, resulting 97.9% total product, 1.2-fold wild type. Kinetic constants molecular simulations indicated increased affinity altered conformation binding pocket accounted Furthermore, fed-batch cascade reaction strategy used, over 183 mM obtained. engineered demonstrated precise catalysis formation.

Language: Английский

Citations

0
Salidroside: Diverse Synthetic Pathways and Recent Advances in Pharmacological Effects Across Multiple Systems DOI
Min Zhao,

Liuxiang Feng,

Wenhua Li

et al.

Pharmacological Research - Natural Products, Journal Year: 2025, Volume and Issue: unknown, P. 100176 - 100176

Published: Feb. 1, 2025

Language: Английский

Citations

0
Engineering Escherichia coli for Efficient De Novo Synthesis of Salidroside DOI
Weizhu Zeng, Huijing Wang, Jianbin Chen

et al.

Journal of Agricultural and Food Chemistry, Journal Year: 2024, Volume and Issue: unknown

Published: Dec. 12, 2024

Salidroside is a high-value plant-derived glycoside with diverse biological activities, but the main industrial salidroside production method, extraction from

Language: Английский

Citations

2
Lernen aus Protein‐Engineering durch Dekonvolution von Multi‐Mutationalen Enzymvarianten** DOI Creative Commons
Frank Hollmann,

Joaquin Sanchis,

Manfred T. Reetz

et al.

Angewandte Chemie, Journal Year: 2024, Volume and Issue: 136(36)

Published: June 17, 2024

Abstract Diese Übersicht analysiert eine Entwicklung in der Biochemie, Enzymologie und Biotechnologie, die ursprünglich als Überraschung betrachtet wurde. Nach Etablierung gerichteten Evolution stereoselektiver Enzyme organischen Chemie wurde das Konzept partiellen oder vollständigen Dekonvolution selektiver multi‐mutationaler Varianten eingeführt. Frühe Dekonvolutionsexperimente von stereoselektiven Enzymvarianten führten zu Erkenntnis, dass Mutationen kooperativ antagonistisch miteinander interagieren können, nicht nur additiv. Im letzten Jahrzehnt dieses Phänomen allgemeingültig nachgewiesen. In einigen Studien wurden molekulardynamische (MD) quantenmechanische/ molekülmechanische (QM/MM) Berechnungen durchgeführt, um Licht auf den Ursprung Nicht‐Additivität allen Phasen eines evolutionären Aufstiegs werfen. Daten können verwendet werden, einzigartige mehrdimensionale, zerklüftete („rugged“) Fitness‐Pfad‐Landschaften experimentell konstruieren. Sie bieten mechanistische Einblicke, sich traditionellen Fitnesslandschaften erheblich unterscheiden. einem verwandten Bereich haben Biochemiker lange Ergebnis Einführung zwei Punktmutationen Enzym aus mechanistischen Gründen getestet, gefolgt Vergleich mit entsprechenden Doppelmutante sogenannten Doppelmutanten‐Zyklen, additive Effekte zeigten. jüngerer Zeit auch hier kooperative antagonistische nicht‐additive aufgedeckt. Wir schließen Vorschlägen für zukünftige Arbeiten fordern ein einheitliches Gesamtbild Epistasis.

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