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J-GLOBAL ID：201902227023000059   整理番号：19A0178692

活性部位サブ状態個体群のシャフリングは触媒活性に影響する:グルコースオキシダーゼの場合【JST・京大機械翻訳】

Shuffling Active Site Substate Populations Affects Catalytic Activity: The Case of Glucose Oxidase

著者 (6件)： Petrovic Dusan (Institute of Complex Systems: Structural Biochemistry, Forschungszentrum Juelich, Germany) ,  Frank David (Institute of Molecular Biotechnology, RWTH Aachen University, Germany) ,  Kamerlin Shina Caroline Lynn (Department of Cell and Molecular Biology, Uppsala University, Sweden) ,  Hoffmann Kurt (Institute of Molecular Biotechnology, RWTH Aachen University, Germany) ,  Strodel Birgit (Institute of Complex Systems: Structural Biochemistry, Forschungszentrum Juelich, Germany) ,  Strodel Birgit (Institute of Theoretical and Computational Chemistry, Heinrich Heine University Duesseldorf, Germany)
資料名： ACS Catalysis  (ACS Catalysis)
巻： 7  号： 9  ページ： 6188-6197  発行年： 2017年 
JST資料番号： W5035A  ISSN： 2155-5435  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： グルコースオキシダーゼは医薬品,化学品及び食品工業に広く応用されている。多くの最近の研究は,指向性進化を用いてこの酵素の重要な性質を強化したが,これらの突然変異が実際に有益である理由を明らかにすることはできなかった。本研究は,実験的および計算的方法の相乗的組合せを提示し,活性部位から離れても突然変異がグルコースオキシダーゼ触媒作用に正の影響を及ぼすことを示した。活性部位に分子状酸素を含むグルコースオキシダーゼ変異体の結晶構造を決定した。触媒的に重要なHis516残基は野生型酵素において柔軟であることが以前に示されている。本研究で行った分子動力学シミュレーションにより,この浮遊性を定量化することができ,His516が二つの状態に存在することを明らかにした:触媒及び非触媒。これら2つのサブ状態の相対的集団は野生型酵素においてほとんど同一であり,His516はそれらの間を容易にシャッフリングした。一方,グルコースオキシダーゼ変異体において,突然変異は触媒His516立体配座を豊かにし,この残基の柔軟性を低下させ,それらの触媒効率の増強をもたらす。本研究は,分子再配向の必要性を減少させることにより,酵素の変換速度に関する活性部位の前組織化の利点を強調する。さらに,本研究で用いたハミルトニアンレプリカ交換分子動力学に基づく計算アプローチは,柔軟な触媒残基を含む改良酵素変異体に対するin silicoスクリーニングの一般的アプローチである可能性があることを示唆した。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *触媒活性 ,  突然変異 ,  *グルコースオキシダーゼ ,  計算機シミュレーション ,  ハミルトニアン ,  立体配座 ,  *触媒 ,  柔軟性 ,  野生型 ,  分子動力学 ,  酵素 ,  結晶構造 ,  *活性部位
準シソーラス用語： 触媒効率 ,  分子動力学シミュレーション ,  残基 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (7件)： 分子動力学 ,  ハミルトニアンレプリカ交換 ,  X線 ,  酵素フロッピー ,  アクティブサイト前組織化 ,  側鎖動力学 ,  反相関運動

分類 (2件)： 酵素一般  (EB09010D) ,  酵素生理  (EG03052C)

タイトルに関連する用語 (5件)： 活性部位 ,  サブ ,  個体群 ,  触媒活性 ,  グルコースオキシダーゼ